TW201930208A - 連續生產玻璃管件之設備及方法 - Google Patents

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TW201930208A
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戴爾麥德 費雪二世
大衛 普薩達皮內達
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美商康寧公司
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Abstract

一種用於生產具有複數個玻璃層的複合玻璃管件的設備包括複數個圓柱形容器,複數個圓柱形容器具有逐漸增加的內尺寸,並且同心地佈置及固定。每一圓柱形容器包括側壁、底部壁、及遞送環。相鄰的圓柱形容器係定義環形腔室、流動控制區域、及其間的環形流動通道。該設備包括至少一個流量控制閥,至少一個流量控制閥係定位於流動控制區域中,並且可以相對於相鄰的圓柱形容器而平移。流量控制閥相對於圓柱形容器的平移可操作以改變通過流動控制區域的熔融玻璃的流動的阻抗,而藉由修改來自圓柱形容器的熔融玻璃的總流動速率或圓周分佈。亦揭示使用該設備生產複合玻璃管件的系統及方法。

Description

連續生產玻璃管件之設備及方法
本申請案係根據專利法主張於2017年11月30日所提交且標題為「Apparatuses and Methods for Continuous Production of Glass Tubing」的美國臨時申請案第62/592,736號的優先權,其整體內容藉由引用方式併入本文。
本說明書一般係關於用於連續生產玻璃管件的設備、系統、及方法,更特定為包含複數個疊層玻璃層的玻璃管件。
歷史上,玻璃已用於生產各種製品。舉例而言,由於其氣密性、光學透明度、及相對於其他材料的優異化學耐久性,玻璃已經是針對藥物應用的較佳材料,包括但不限於小玻璃瓶、注射器、安瓿、藥筒、及其他玻璃製品。生產來自玻璃的這些製品首先提供玻璃管件,玻璃管件隨後可以形成並分離成複數個玻璃製品。具體而言,用於藥物包裝的玻璃必須具有足夠的機械及化學耐久性,以免影響其中所容納藥物組成的穩定性。具有合適化學耐久性的玻璃包括具有經證實的化學耐久性歷史的ASTM標準「IA型」及「IB型」玻璃組成物中的那些玻璃組成物。
用於生產玻璃管件的一些習知處理係限於生產包含單一玻璃組成物的玻璃管件。取決於應用,單一組成物玻璃管件的機械強度及/或化學耐久性可能受到限制。可以透過習知玻璃回火(亦即,強化)處理(例如,離子交換或熱回火)來提高玻璃管件的機械強度及耐久性。隨後的強化處理(例如但不限於離子交換處理)可以提高單一組成物玻璃管件的機械強度。然而,某些玻璃組成物不太適合離子交換強化,而離子交換類的強化處理可能無法改善玻璃管件的化學耐久性。此外,離子交換強化以及其他強化玻璃管件的回火處理可能需要附加處理步驟,這增加生產玻璃管件的費用、材料、及操作成本。
因此,需要用於連續生產玻璃管件的設備、系統、及方法。
根據本揭示的第一態樣,一種用於生產玻璃管件的設備可以包括內圓柱形容器,內圓柱形容器包括從內圓柱形容器的底部延伸的內遞送環,內遞送環係定義內圓柱形容器的底部中的中心開口。設備可以進一步包括外圓柱形容器,外圓柱形容器同心地佈置成圍繞內圓柱形容器。外圓柱形容器可以包括側壁以及從側壁徑向向內延伸到外遞送環的底部壁,外遞送環係從底部壁向下延伸,外遞送環係定義外圓柱形容器的底部壁中的中心開口。外圓柱形容器可以與內圓柱形容器間隔開,以定義環形腔室、環形腔室下游的流動控制區域、及從流動控制區域延伸到外遞送環的環形流動通道。設備可以進一步包括至少一個流量控制閥,至少一個流量控制閥係設置於環形腔室內,並且可以相對於外圓柱形容器平移。至少一個流量控制閥的平移可以可操作地改變通過流動控制區域的熔融玻璃組成物的流動的阻抗。設備亦可以包括吹管,吹管係設置於內圓柱形容器內,並且可操作地在內遞送環附近遞送氣體流。
本揭示的第二態樣可以包括第一態樣,其中至少一個流量控制閥可以包含定位於流動控制區域附近的控制元件以及耦接到控制元件且向上延伸通過環形腔室的軸件。
本揭示的第三態樣可以包括第二態樣,其中控制元件可以包含外表面,外表面的形狀係與流動控制區域中的內圓柱形容器或外圓柱形容器的側壁或底部壁中之一或二者的形狀互補。
本揭示的第四態樣可以包括第一至第三態樣中之任一者,其中至少一個流量控制閥可以相對於複數個圓柱形容器手動平移。
本揭示的第五態樣可以包括第一至第三態樣中之任一者,進一步包含耦接到流量控制閥的軸件的致動器,其中致動器可操作以相對於外圓柱形容器或內圓柱形容器將至少一個流量控制閥平移。
本揭示的第六態樣可以包括第一至第五態樣中之任一者,進一步包含設置於環形流動通道內的複數個流動角板,複數個流動角板中之每一者係延伸於內圓柱形容器與外圓柱形容器之間,並從流動控制區域延伸到內遞送環。
本揭示的第七態樣可以包括第六態樣,其中複數個流動角板可以將流動控制區域、環形流動通道、或二者分成複數個扇區,而該設備可以包含複數個流量控制閥,流量控制閥中之每一者係定位於複數個扇區中之一者中。
本揭示的第八態樣可以包括第一至第七態樣中之任一者,其中從內圓柱形容器的底部到外遞送環的遠端的軸向距離可以大於從內圓柱形容器的底部到內遞送環的遠端的軸向距離。
本揭示的第九態樣可以包括第一至第七態樣中之任一者,其中從內圓柱形容器的底部到外遞送環的遠端的軸向距離可以小於從內圓柱形容器的底部到內遞送環的遠端的軸向距離。
本揭示的第十態樣可以包括第一至第九態樣中之任一者,其中吹管可以包括設置於內圓柱形容器內的頭部,吹管可以相對於內圓柱形容器平移,而吹管相對於內圓柱形容器的平移可操作以修改從內圓柱形容器到內遞送環的熔融玻璃的流動的阻抗。
本揭示的第十一態樣可以包括第十態樣,其中吹管可以相對於內圓柱形容器而垂直平移、水平平移、或二者。
本揭示的第十二態樣可以包括第一至第九態樣中之任一者,其中吹管可以包含頭部,而吹管可以延伸通過內遞送環,而使得吹管的頭部垂直定位於內遞送環下方。
本揭示的第十三態樣可以包括第十二態樣,其中吹管可以相對於內遞送環平移,且其中吹管的平移可操作以修改吹管的頭部與內遞送環的遠端之間的熔融玻璃的流動的阻抗。
本揭示的第十四態樣可以包括第一至第九態樣中之任一者,其中吹管可以延伸通過內圓柱形容器的內遞送環,該設備可以進一步包含設置於內圓柱形容器內且可以相對於內圓柱形容器平移的至少一個內流量控制閥,且其中內流量控制閥相對於內圓柱形容器的平移可以改變從內圓柱形容器到內遞送環的熔融玻璃的流動的阻抗。
本揭示的第十五態樣可以包括第十四態樣,其中內流量控制閥可以相對於吹管而垂直平移。
本揭示的第十六態樣可以包括第十四或第十五態樣中之任一者,其中內流量控制閥可以相對於內圓柱形容器而與吹管水平平移。
本揭示的第十七態樣可以包括第一至第十六態樣中之任一者,包含複數個外圓柱形容器,複數個外圓柱形容器具有逐漸增加的內尺寸,且同心地佈置於環繞內圓柱形容器的固定位置,每一外圓柱形容器具有側壁、底部壁、及外遞送環,底部壁從側壁徑向向內延伸,外遞送環從底部壁向下延伸,其中每對相鄰的外圓柱形容器係定義環形腔室、流動控制區域、及環形流動通道。本揭示的第十七態樣亦可以包括複數個流量控制閥,其中複數個流量控制閥中之至少一者可以定位於該等對相鄰的外圓柱形容器之間定義的每一環形腔室中。
本揭示的第十八態樣可以包括第十七態樣,其中每一外遞送環的外尺寸可以針對從內遞送環向外定位的外圓柱形容器的每一連續者而增加。
本揭示的第十九態樣可以包括第十七或第十八態樣中之任一者,其中從內圓柱形容器的底部到每一連續遞送環的遠端的軸向距離可以針對從內圓柱形容器到最外側的圓柱形容器的每一連續遞送環而增加。
本揭示的第二十態樣可以包括第十七或第十八態樣中之任一者,其中從內圓柱形容器的底部到每一連續遞送環的遠端的軸向距離可以針對從內圓柱形容器到最外側的圓柱形容器的每一連續遞送環而減少。
根據本揭示的第二十一態樣,一種用於生產玻璃管件的設備可以包括至少一個圓柱形容器,至少一個圓柱形容器具有側壁以及從側壁徑向向內延伸到遞送環的底部壁,遞送環係從底部壁向下延伸,遞送環係定義圓柱形容器的底部壁中的中心開口。設備可以進一步包括吹管,吹管係設置於至少一個圓柱形容器內,並且可操作地在遞送環附近遞送氣體流。設備可以進一步包括至少一個流量控制閥,至少一個流量控制閥係定位於圓柱形容器與吹管之間所定義且可以相對於圓柱形容器平移的流動控制區域中。至少一個流量控制閥的平移可以可操作地改變通過流動控制區域的熔融玻璃組成物的流動的阻抗。
本揭示的第二十二態樣可以包括第二十一態樣,其中至少一個流量控制閥可以相對於吹管而垂直平移。
本揭示的第二十三態樣可以包括第二十二或第二十三態樣中之任一者,其中至少一個流量控制閥可以相對於內圓柱形容器而與吹管水平平移。
本揭示的第二十四態樣可以包括第二十一至第二十三態樣中之任一者,進一步包含外圓柱形容器與至少一個外流量控制閥,外圓柱形容器同心地佈置成圍繞至少一個圓柱形容器,並與至少一個圓柱形容器間隔開,以在其間定義環形腔室,外圓柱形容器包含側壁以及從側壁徑向向內延伸到外遞送環的底部壁,外遞送環從底部壁向下延伸,外遞送環係定義外圓柱形容器的底部壁中的中心開口,其中外圓柱形容器的底部壁、側壁、或二者係與至少一個圓柱形容器間隔開,以定義流動控制區域以及環形流動通道,環形流動通道延伸於外圓柱形容器與至少一個圓柱形容器之間,並從流動控制區域延伸到外遞送環,至少一個外流量控制閥係設置於環形腔室中,並且可以相對於外圓柱形容器、至少一個圓柱形容器、或二者而平移,其中至少一個流量控制閥的平移可操作以改變通過流動控制區域的熔融玻璃組成物的流動的阻抗。
根據本揭示的第二十五態樣,一種用於生產玻璃管件的系統可以包括一設備,該設備包括內圓柱形容器,內圓柱形容器包括從內圓柱形容器的底部延伸的內遞送環,內遞送環係定義內圓柱形容器的底部中的中心開口。設備可以進一步包括外圓柱形容器,外圓柱形容器同心地佈置成圍繞內圓柱形容器,並與內圓柱形容器間隔開,以在其間定義環形腔室。外圓柱形容器可以包括側壁以及從側壁徑向向內延伸到外遞送環的底部壁,外遞送環係從底部壁向下延伸。外遞送環可以定義外圓柱形容器的底部壁中的中心開口。外圓柱形容器的底部壁、側壁、或二者可以與內圓柱形容器間隔開,以定義流動控制區域以及環形流動通道,環形流動通道延伸於外圓柱形容器與內圓柱形容器之間,並從流動控制區域延伸到外遞送環。設備可以進一步包括至少一個流量控制閥與至少一個定位器,至少一個流量控制閥係設置於環形腔室內,至少一個定位器可操作地耦接到至少一個流量控制閥,並且可操作地相對於外圓柱形容器、內圓柱形容器、或二者而平移至少一個流量控制閥。藉由定位器的至少一個流量控制閥的平移可以可操作地改變通過流動控制區域的熔融玻璃組成物的流動的阻抗。設備可以進一步包括吹管,吹管係設置於內圓柱形容器內,並且可操作地在內遞送環附近遞送氣體流。系統可以進一步包括設置於設備下游的感測器與控制系統,感測器可操作以量測藉由設備生產的玻璃管件的至少一個尺寸,控制系統係通訊耦接到至少一個定位器及感測器。控制系統可以包括處理器以及通訊耦接到處理器的一或更多個記憶體模組。
本揭示的第二十六態樣可以包括第二十五態樣,進一步包含儲存在一或更多個記憶體模組中的機器可讀取指令,而可以在藉由處理器執行時使系統至少執行以下操作:量測玻璃管件的尺寸,將玻璃管件的尺寸與玻璃管件的目標尺寸進行比較,以及將控制訊號發送到至少一個定位器,以基於玻璃管件的尺寸與目標尺寸的比較來改變至少一個流量控制閥的位置,其中至少一個流量控制閥的位置的改變係導致玻璃管件的尺寸的改變。
本揭示的第二十七態樣可以包括第二十五或第二十六態樣中之任一者,其中感測器可操作以量測玻璃管件的總平均厚度、玻璃管件的一個或多於一個玻璃層的平均厚度、玻璃管件的圓周厚度剖面、玻璃管件的一個或多於一個玻璃層的圓周厚度剖面、玻璃管件的外徑、玻璃管件的內徑、或這些組合中之至少一者。
本揭示的第二十八態樣可以包括第二十五至第二十七態樣中之任一者,其中設備可以包括:複數個流量控制閥,設置於環形腔室中;以及複數個定位器,複數個定位器中之每一者可操作地耦接到複數個流量控制閥中之一者,並且可操作以相對於外圓柱形容器獨立地平移複數個流量控制閥中之一者。
第二十九態樣可以包括第二十八態樣,進一步包含儲存在一或更多個記憶體模組中的機器可讀取指令,而可以在藉由處理器執行時使系統至少執行以下操作:量測玻璃管件的側線,將玻璃管件的側線與玻璃管件的目標側線進行比較,以及相對於複數個流量控制閥中之另一者定位複數個流量控制閥中之至少一者,以基於比較來改變玻璃管件的側線。
本揭示的第三十態樣可以包括第二十五態樣至第二十九態樣中之任一者,進一步包含吹管定位器,可操作以相對於內圓柱形容器定位吹管,其中控制系統可以通訊耦接到吹管定位器。
本揭示的第三十一態樣可以包括第三十態樣,進一步包含儲存在一或更多個記憶體模組中的機器可讀取指令,而可以在藉由處理器執行時使系統至少執行以下操作:量測玻璃管件的最內側的玻璃層的尺寸,將玻璃管件的最內側的玻璃層的尺寸與最內側的玻璃層的目標尺寸進行比較,以及相對於最內側的圓柱形容器定位吹管,以基於比較來改變玻璃管件的最內側的玻璃層的尺寸。
本揭示的第三十二態樣可以包括第二十五至第三十一態樣中之任一者,其中尺寸可以是最內側的玻璃層的平均厚度,而儲存在一或更多個記憶體模組中的機器可讀取指令可以在藉由處理器執行時使系統相對於內圓柱形容器垂直定位吹管。
根據本揭示的第三十三態樣,一種生產玻璃管件的方法可以包括以下步驟:將第一熔融玻璃組成物引入定義於內圓柱形容器與外圓柱形容器之間的環形腔室。外圓柱形容器的底部壁可以與內圓柱形容器間隔開,以定義環形流動通道。該方法可以進一步包括以下步驟:使第一熔融玻璃組成物通過環形流動通道到達外遞送環,外遞送環係耦接到外圓柱形容器的底部壁,並定義外圓柱形容器的底部壁中的中心開口。該方法可以進一步包括以下步驟:將設置於環形腔室中的至少一個流量控制閥平移。至少一個流量控制閥相對於外圓柱形容器的平移可以改變熔融玻璃進入環形流動通道的流動的阻抗,而藉此改變玻璃管件的厚度。該方法可以進一步包括以下步驟:將第一熔融玻璃組成物與外遞送環的遠端分離,以形成玻璃管件的第一熔融玻璃層。
本揭示的第三十四態樣可以包括第三十三態樣,進一步包含產生外遞送環附近的氣體流。
本揭示的第三十五態樣可以包括第三十三或第三十四態樣中之任一者,其中複數個流量控制閥可以設置於內圓柱形容器與外圓柱形容器之間所定義的環形腔室中,複數個流量控制閥中之每一者可以相對於外圓柱形容器獨立平移。
本揭示的第三十六態樣可以包括第三十五態樣,進一步包含藉由相對於複數個流量控制閥中之另一者平移複數個流量控制閥中的一或更多者來調整第一熔融玻璃層的側線,以改變流經環形流動通道的第一熔融玻璃組成物的圓周分佈。
本揭示的第三十七態樣可以包括第三十三態樣至第三十六態樣中之任一者,進一步包含:將第二熔融玻璃組成物引入內圓柱形容器,內圓柱形容器包含設置於內圓柱形容器內的吹管,使第二熔融玻璃組成物通過吹管與內圓柱形容器之間所定義的內環形流動通道而到達內遞送環,內遞送環耦接到內圓柱形容器,並定義內圓柱形容器的中心開口,以及將第二熔融玻璃組成物與內遞送環分離,以產生玻璃管件的第二熔融玻璃層。
本揭示的第三十八態樣可以包括第三十七態樣,進一步包含使第一熔融玻璃層與第二熔融玻璃層接觸,第一熔融玻璃層係與外遞送環分離,第二熔融玻璃層係與內遞送環分離。
本揭示的第三十九態樣可以包括第三十七或第三十八態樣中之任一者,進一步包含藉由相對於內圓柱形容器而垂直或水平平移吹管來調整第二熔融玻璃層的厚度或側線,以改變吹管與內圓柱形容器之間的第二熔融玻璃組成物的流動的阻抗。
本揭示的第四十態樣可以包括第三十七至第三十九態樣中之任一者,其中內圓柱形容器可以包括內流量控制閥,內流量控制閥係設置於內圓柱形容器內,並且可以相對於內圓柱形容器平移,其中該方法可以進一步包含以下步驟:藉由相對於內圓柱形容器垂直或水平平移內流量控制閥來調整第二熔融玻璃層的厚度或側線,以改變從內圓柱形容器到內遞送環的第二熔融玻璃組成物的流動的阻抗。
本揭示的第四十一態樣可以包括第三十七至第四十態樣中之任一者,其中第一熔融玻璃組成物的熱膨脹係數(CTE)可以與第二熔融玻璃組成物不同。
本揭示的第四十二態樣可以包括第三十七至第四十一態樣中之任一者,進一步包含:將第三熔融玻璃組成物引入定義於外圓柱形容器與第二外圓柱形容器之間的第二環形腔室;使第三熔融玻璃組成物從第二環形腔室通過第二環形流動通道而到達第二外遞送環,第二環形流動通道係定義於第二外圓柱形容器的底部壁與外圓柱形容器之間;以及將第三熔融玻璃組成物與第二外遞送環分離,以產生玻璃管件的第三熔融玻璃層。
本揭示的第四十三態樣可以包括第三十七至第四十二態樣中之任一者,進一步包含藉由相對於第二外圓柱形容器平移設置於第二環形腔室中的複數個流量控制閥中之至少一者來調整第三熔融玻璃層的平均厚度或圓周厚度剖面。
應瞭解,上述一般描述與以下詳細描述二者皆描述各種實施例,並且意欲提供用於理解所主張標的之本質及特性之概述或框架。包括附隨圖式以提供對各種實施例的進一步理解,且附隨圖式併入本說明書中並構成本說明書的一部分。圖式說明本文中所述的各種實施例,且與描述一同用於解釋所主張標的之原理及操作。
現在將詳細參照用於連續生產複合玻璃管件的設備、系統、及方法的實施例,而其實例係圖示於隨附圖式中。只要可能,相同的元件符號將在整個圖式中用於指稱相同或相似的部分。
除非另外明確陳述,否則本文所述任何方法不意欲以任何方式解釋為要求以特定順序執行其步驟,亦不要求任何設備具有特定定向。因此,在方法請求項並不實際記載其步驟所遵循之順序,或者任何設備請求項並不實際記載獨立部件的順序或定向,或者不在請求項或描述中具體陳述步驟係限制於特定順序,或者並未記載設備的部件的特定順序或定向的情況中,在任何方面不意欲以任何方式推斷其順序或定向。這適用於為了說明的任何可能的非表述基礎,包括:對於步驟、操作流程、部件順序、或部件定向的佈置的邏輯主題;文法組織或標點所推衍的通用意義;以及在說明書中所描述之實施例的數量或類型。
本文所使用的方向術語(例如上、下、右、左、前方、後方、頂部、底部)係僅對於參照所示圖式與一起提供的座標軸成立,而不意欲為暗示絕對定向。
如本文所使用,除非上下文明確另外指示,否則單數型「一」、「一個」與「該」包括複數指稱。因此,舉例而言,除非上下文明確另外指示,否則對於「一」部件的參照包括具有二或更多個此種部件的態樣。
本文所使用的術語「側線」係指稱玻璃管件的最小壁厚度與最大壁厚度之間的差異,或者指稱複合玻璃管件的玻璃層的最小層厚度與最大層厚度之間的差異,其中最小及最大壁厚度或最小及最大玻璃層厚度係由玻璃管件的橫截面確定。
本文所使用的「軸向」係指稱圖式所提供的座標軸的+/-Z方向。
已經開發一些玻璃管件製造處理來生產包含複數個玻璃層的疊層玻璃管件。在這些處理中,可以在複合管件的玻璃層中之每一者中使用不同的玻璃組成物,以針對玻璃管件提供不同性質。舉例而言,可以選擇用於外玻璃層的玻璃組成物,以針對玻璃管件提供附加強度及/或化學耐久性。然而,這些複合玻璃製造處理限於生產具有通常固定的玻璃層厚度的疊層玻璃管件。因此,習知疊層玻璃管件處理無法生產不同厚度的玻璃層中之每一者。此外,這些習知疊層玻璃管件處理無法控制玻璃流動的圓周分佈。由於玻璃組成物不均勻饋送到玻璃管件形成處理所造成的圍繞玻璃管件的圓周的厚度變化(亦即,側線),這些複合玻璃製造處理亦可能受限於複合玻璃管件的批次處理。
本文所揭示的用於生產包括複數個玻璃層的複合玻璃管件的設備100的實施例係圖示於第1A圖至第1C圖及第2圖。設備100可以包括複數個圓柱形容器102,複數個圓柱形容器102具有逐漸增加的內尺寸,並同心地佈置及固定。如本揭示所使用的應用於圓柱形容器的術語「固定」係指稱圓柱形容器102中之每一者係相對於其他圓柱形容器102中之每一者處於固定位置。每一圓柱形容器102具有圓柱形側壁104(第2圖)與底部壁106(第2圖),底部壁106係從側壁104徑向向內延伸到遞送環108(第2圖),遞送環108係從底部壁106向下延伸。相鄰的圓柱形容器102的側壁104在其間定義環形腔室。側壁104、底部壁106、或二個相鄰的圓柱形容器102的組合可以定義流動控制區域,其中側壁104之間或底部壁106之間的距離減少。相鄰的圓柱形容器102的底部壁106係定義從流動控制區域向內延伸到相鄰的圓柱形容器102的遞送環108的環形流動通道。引入環形腔室中之一者的熔融玻璃可以向下流經環形腔室,通過流動控制區域,通過環形流動通道,而到達遞送環。熔融玻璃係與遞送環108分離,以形成熔融玻璃的環形層,而可以與來自其他圓柱形容器102的熔融玻璃的其他環形層結合,以生產包括複數個玻璃層的複合玻璃管件。吹管120可以設置於最內側的圓柱形容器110中,並且定位成遞送氣體流,以維持複合玻璃管件的內尺寸。
設備100亦可以包括至少一個流量控制閥170,至少一個流量控制閥170係定位於相鄰的圓柱形容器102之間所定義的流動控制區域內。流量控制閥170可以相對於相鄰的圓柱形容器102而平移。流量控制閥170相對於相鄰的圓柱形容器102的平移可以改變通過流動控制區域的熔融玻璃的流動的阻抗,而藉此改變通過流動控制區域與環形流動通道的熔融玻璃的流動速率。熔融玻璃的流動速率的改變可以改變與環形腔室相關聯的環形玻璃層的厚度。多個流量控制閥170可以獨立定位,以控制來自圓柱形容器的玻璃流動的圓周分佈,而藉此控制複合玻璃管件或特定玻璃層的圓周厚度剖面。
本文所揭示的設備100可以控制複合玻璃管件的玻璃層的一或複數個的厚度,或者控制複合玻璃管件的層之間的厚度的比率。因此,該設備可以在各種配置之間輕易轉換,以生產包括不同厚度及/或不同玻璃組成物的不同複合玻璃管件產品。這可以使用單一設備及生產線來生產不同SKU的複合玻璃管件。此外,該設備可以控制特定玻璃層的圓周玻璃流動分佈(亦即,側線),而藉此相對於複合玻璃管件的其他部分改變複合玻璃管件的圓周的一或更多個部分的厚度。因此,該設備及方法可以實現玻璃管件尺寸(例如,外徑、內徑、厚度、及側線)的嚴格控制,以生產符合某些應用中所需的嚴格尺寸公差的玻璃管件。亦可以調整圓周玻璃流量分佈,以補償環形腔室中之每一者中的熔融玻璃的高度的圓周變化。因此,該設備可以讓每一玻璃組成物能夠從單一饋送管件連續饋送到設備的每一環形腔室。
該設備亦可以藉由實現針對複合玻璃管件的玻璃層中之每一者使用具有不同性質的不同玻璃組成物,而能夠生產具有改善的化學耐久性及機械強度的複合玻璃管件。因此,該設備可以不需要附加處理步驟(例如,離子交換強化、熱回火、或其他回火處理),以在後期生產強化玻璃管件。此外,一些玻璃組成物可能不適合離子交換強化或其他回火處理。舉例而言,一些玻璃組成物可能缺少用於在離子交換處理期間被較大尺寸的離子取代的較小尺寸的鹼金屬離子。因此,該設備可以生產由不適合離子交換或熱回火的玻璃組成物製成的強化複合玻璃管件。
本文將具體參照隨附圖式描述第1A圖至第1C圖的實施例,以及用於連續生產複合玻璃管件的設備、系統、及方法的各種其他實施例。儘管本文係在生產具有複數層的複合玻璃管件的上下文中描述設備及系統,但應理解,該設備的實施例亦可以適用於生產具有單一玻璃層的玻璃管件。
現在參照第1A圖至第1C圖,如前所論述,用於生產具有複數層的複合玻璃管件的設備100包括複數個圓柱形容器102,複數個圓柱形容器102具有逐漸增加的內尺寸。圓柱形容器中之每一者可以與複數個玻璃層中之一者相關聯。複數個圓柱形容器102可以同心地佈置,並相對於彼此固定。舉例而言,設備100可以包括最內側的圓柱形容器110、第一外圓柱形容器130、及第二外圓柱形容器150。儘管第1A圖至第1C圖中係圖示成具有三個圓柱形容器102,但在一些實施例中,設備100可以具有多於三個的圓柱形容器102(例如,4、5、6、7、8、或多於8個的圓柱形容器102)。舉例而言,第2圖係圖示具有5個圓柱形容器102的設備100的實施例。在一些實施例中,設備100可以包括2個圓柱形容器102或者甚至單一圓柱形容器102。舉例而言,具有二個圓柱形容器的設備係圖示於第19圖,而隨後描述於本揭示中。
在一些實施例中,圓柱形容器102(例如,第1A圖至第1C圖中的最內側的圓柱形容器110、第一外圓柱形容器130、及第二外圓柱形容器150)可由導電耐火金屬構成。導電耐火金屬可以包括鉑或含鉑金屬(例如,鉑銠、鉑銥、分散的硬化鉑材料、及其組合)。舉例而言,在一些實施例中,圓柱形容器102可以包括鉑。在一些實施例中,圓柱形容器102可以包括分散的硬化鉑。其他耐火金屬可以包括鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢、釕、鋨、鋯、及其合金、及/或二氧化鋯。可替代地,在其他實施例中,圓柱形容器102可以包括其他耐火材料,例如但不限於鋯石(例如,氧化鋯)、碳化矽、磷釔礦、氧化鋁基耐火陶瓷、矽鋁酸鹽耐火陶瓷、其他耐火材料、或這些的組合。在一些實施例中,圓柱形容器102可以包括利用耐火金屬包覆的耐火陶瓷材料。
返回參照第1A圖至第1C圖,最內側的圓柱形容器110具有側壁112。側壁112的形狀可以是圓柱形。如本揭示所使用的術語「圓柱形」係指稱細長的中空形狀,且並未暗示任何特定的橫截面形狀。舉例而言,當在頂視圖中觀察時,側壁112的橫截面形狀可以是圓形、橢圓形、多邊形、或其他形狀。側壁112可以具有內尺寸D1 ,例如但不限於內徑或內寬度。在一些實施例中,側壁112的內尺寸D1 可以在從側壁112的頂部到流動控制區域128的垂直方向(亦即,第1A圖至第1C圖的座標軸的+/-Z方向)上大致恆定。可替代地,在其他實施例中,從最內側的圓柱形容器110的頂部到流動控制區域128的側壁112的內尺寸D1 可以變化。如本揭示所使用的術語「圓柱形」意欲包括圓柱形主體大致為圓柱形但圓柱形主體的內尺寸可以沿著軸向方向變化(而使得圓柱形容器的側壁係為傾斜、彎曲、或不規則形狀)的實施例。在一些實施例中,最內側的圓柱形容器110的側壁112可以是鍾形。
在流動控制區域128中,側壁112或側壁112的內表面114可以朝向最內側的遞送環116向內傾斜(亦即,在第1A圖至第1C圖中的座標軸的減小的r 方向上)。最內側的遞送環116可以從最內側的圓柱形容器110的側壁112垂直向下延伸到最內側的遞送環116的遠端117(亦即,在第1C圖的座標軸的-Z方向上)。
最內側的圓柱形容器110可以具有底部壁113,底部壁113從側壁112徑向向內延伸到最內側的遞送環116(亦即,在第1A圖及第1C圖的座標軸的減小的r 方向上),最內側的遞送環116從底部壁113向下延伸(亦即,在第1A圖及第1C圖的座標軸的-Z方向上)。舉例而言,在一些實施例中,最內側的圓柱形容器110的側壁112的外表面115可以向外傾斜(亦即,在第1A圖至第1C圖的座標軸的增加的r 方向上),而底部壁113可以延伸於外表面115與側壁112的內表面114之間。在一些實施例中,底部壁113可以從外表面115朝向側壁112的內表面114向內及垂直向下傾斜。最內側的遞送環116可以定義最內側的圓柱形容器110的底部壁113中的中心開口129。側壁112的內表面114可以朝向最內側的圓柱形容器110的中心軸線A 彙聚到最內側的遞送環116。最內側的遞送環116可以是環形環,而可以針對沿著最內側的遞送環116的表面向下流動的熔融玻璃提供環形形狀。
參照第1A圖及第1C圖,設備100可以包括吹管120。吹管120可以是中空管件,而包括定位於吹管120的近端121處的頭部122。吹管120的遠端可以流體耦接到氣體源416(第11圖)。氣體控制閥418(第11圖)可以定位於氣體源416與吹管120的遠端之間,以控制吹管120的近端121處所遞送的氣體的流動。吹管120可操作以在最內側的遞送環116處遞送氣體流。吹管120的頭部122可以呈錐形,而使得吹管120的頭部122為鐘形。吹管120的至少一部分可以設置於最內側的圓柱形容器110中。吹管120的近端121可以定位於最內側的圓柱形容器110中,而吹管120可以垂直定向(亦即,在第1A圖及第1C圖的座標軸的+/-Z方向上),其中近端121處的頭部122係朝向最內側的遞送環116向下(亦即,在-Z方向上)定位。換言之,吹管120的近端121可以定位於最內側的遞送環116附近。
如第1A圖所示,吹管120與最內側的圓柱形容器110可以在吹管120與最內側的圓柱形容器110的內表面114之間定義內環形腔室124。熔融玻璃組成物可以透過至少一個饋送管件118引入內環形腔室124。在一些實施例中,熔融玻璃組成物可以從單一饋送管件118引入內環形腔室124。
吹管120的頭部122與最內側的圓柱形容器110的流動控制區域128中的側壁112的內表面114可以在頭部122與流動控制區域128中的側壁112的內表面114之間定義環形流動通道126。環形流動通道126可以從最內側的圓柱形容器110的流動控制區域128延伸到最內側的遞送環116。引入最內側的圓柱形容器110的內環形腔室124的熔融玻璃可以從流動控制區域128流入環形流動通道126,並通過環形流動通道126而流到最內側的遞送環116。
吹管120可以相對於最內側的圓柱形容器110而平移。舉例而言,在一些實施例中,吹管120可以相對於最內側的圓柱形容器110在垂直方向上(亦即,在第1A圖及第1C圖中的座標軸的+/-Z方向上)平移。可替代地,在一些實施例中,吹管120可以在垂直方向上固定,但是可以相對於最內側的圓柱形容器110而水平平移(亦即,可以在第1A圖及第1C圖的座標軸的+/-r或+/-θ方向上平移)。在其他實施例中,吹管120可以相對於最內側的圓柱形容器110在垂直及水平方向上平移。
吹管120相對於最內側的圓柱形容器110的平移可以控制從最內側的圓柱形容器110的內環形腔室124到最內側的遞送環116的熔融玻璃的流動速率、圓周分佈、或二者。吹管120在垂直方向上(亦即,在第1A圖及第1C圖的座標軸的+/-Z方向上)的平移改變吹管120的頭部122與流動控制區域128中的最內側的圓柱形容器110的內表面114之間的間隙G1 的平均寬度。在第1C圖中藉由定位於吹管120上方的垂直雙箭頭188表示吹管120的垂直平移。透過吹管120在垂直方向上的平移來改變間隙G1 的寬度可以改變通過環形流動通道126的熔融玻璃的流動的阻抗,而藉此改變通過環形流動通道126到最內側的遞送環116的熔融玻璃的流動速率。通過環形流動通道126到最內側的遞送環116的熔融玻璃的流動速率的改變可以改變與最內側的圓柱形容器110相關聯的玻璃層的厚度。
此外,吹管120相對於最內側的圓柱形容器110的固定位置的水平平移(亦即,在第1A圖及第1C圖的圓柱形座標軸的+/-r或+/-θ方向上)可以改變圍繞吹管120的頭部122的圓周的間隙G1 的寬度。在第1C圖中藉由定位於吹管120上方的水平定向雙箭頭189表示吹管120的水平平移。換言之,吹管120相對於最內側的圓柱形容器110的水平平移可以從最內側的圓柱形容器110的中心軸線A 偏移吹管120,而使得吹管120相對於110不再為同心。因此,間隙G1 的寬度係圍繞吹管120的頭部122的圓周而變化。相對於最內側的圓柱形容器110水平平移吹管120可以控制流經環形流動通道126的熔融玻璃的圓周分佈。換言之,環形流動通道126的一個圓周區域的熔融玻璃的流動速率可以與環形流動通道126的另一圓周區域不同。
通過環形流動通道126流動到最內側的遞送環116的熔融玻璃的圓周分佈的控制可以控制由最內側的圓柱形容器110生產的玻璃層的圓周厚度。控制吹管120的頭部122與最內側的圓柱形容器110的內表面114之間流動的熔融玻璃的圓周分佈亦可以讓設備100能夠補償由於單一饋送管件118相對於最內側的圓柱形容器110的中心偏移定位所造成的最內側的圓柱形容器110中的熔融玻璃的等級的差異。
參照第1A圖至第1C圖,第一外圓柱形容器130可以包括側壁132與底部壁133。第一外圓柱形容器130的側壁132的內尺寸D2 (例如但不限於內徑或內寬度)可以大於最內側的圓柱形容器110的內尺寸D1 。在一些實施例中,側壁132的內尺寸D2 可以大於最內側的圓柱形容器110的外尺寸。第一外圓柱形容器130可以圍繞最內側的圓柱形容器110同心地佈置。在一些實施例中,第一外圓柱形容器130可以完全圍繞最內側的圓柱形容器110。第一外圓柱形容器130可以環繞最內側的圓柱形容器110的中心軸線A 為同心。第一外圓柱形容器130的位置可以相對於最內側的圓柱形容器110的位置而固定。第一外圓柱形容器130的側壁132的形狀可以是圓柱形。當在頂視圖中觀察時,側壁132的橫截面可以是圓形、橢圓形、多邊形、或其他形狀。在一些實施例中,側壁132的內尺寸D2 可以在從側壁132的頂部到第一外圓柱形容器130的流動控制區域144的垂直方向(亦即,第1A圖至第1C圖的座標軸的+/-Z方向)上大致恆定。可替代地,在其他實施例中,從第一外圓柱形容器130的側壁132的頂部到第一外圓柱形容器130的流動控制區域144的側壁132的內尺寸D2 可以稍微改變。
第一外圓柱形容器130可以具有底部壁133,底部壁133可以從側壁132延伸到第一外遞送環136。在一些實施例中,底部壁133可以從側壁132徑向向內延伸到第一外遞送環136(亦即,在第1A圖及第1C圖的座標軸的減小的r 方向上)。可替代地,在一些實施例中,底部壁133可以從側壁132徑向向內並垂直向下延伸到第一外遞送環136(亦即,在第1A圖及第1C圖的座標軸的+/-Z方向上)。
參照第1A圖及第1C圖,第一外遞送環136可以從第一外圓柱形容器130的底部壁133垂直向下延伸(亦即,在-Z方向上),以在第一外圓柱形容器130的底部壁133中定義中心開口。第一外遞送環136可以是環形環,而針對第一外遞送環136與最內側的遞送環116之間且沿著第一外遞送環136的表面向下流動的熔融玻璃提供環形形狀。第一外遞送環136可以在第一外遞送環136的遠端處終止。第一外遞送環136可以大於最內側的遞送環116,而使得第一外遞送環136可以圍繞最內側的遞送環116。第一外遞送環136可以與最內側的遞送環116間隔開,以允許熔融玻璃在第一外遞送環136與最內側的遞送環116之間流動。
在一些實施例中,每一連續的外遞送環(例如,從第一外圓柱形容器130延伸的遞送環136,或從第二外圓柱形容器150延伸的遞送環156)可以進一步相對於最內側的遞送環116向下延伸(亦即,第4A圖的座標軸的-Z方向)。舉例而言,參照第1C圖,在一些實施例中,第一外遞送環136的遠端137可從第一外圓柱形容器130的底部壁133延伸,而使得第一外遞送環136的遠端137係在從最內側的圓柱形容器110延伸的最內側的遞送環116的遠端117的垂直下方。
設備100的相鄰圓柱形容器102的側壁(例如,最內側的圓柱形容器110的側壁112與第一外圓柱形容器130的側壁132)可以在側壁之間定義環形腔室。參照第1C圖,最內側的圓柱形容器110的側壁112與第一外圓柱形容器130的側壁132可以定義環形腔室140。環形腔室140可以定義於側壁132的內表面134與側壁112的外表面115之間。環形腔室140可以從最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130的頂端垂直向下延伸到流動控制區域144(亦即,在第1C圖的座標軸的-Z方向上)。環形腔室140提供環形容積來接收一定量的熔融玻璃,以生產複合玻璃管件的玻璃層。第一外圓柱形容器130的側壁132可以與最內側的圓柱形容器110的側壁112間隔開一距離C1 ,距離C1 係在側壁132的內表面134與側壁112的外表面115之間所量測的。在一些實施例中,側壁132的內表面134與側壁112的外表面115之間的距離C1 可以沿著環形腔室140的垂直尺寸實質上恆定。
相鄰圓柱形容器102的側壁或底部壁(例如,最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130)可以在環形腔室140的下端處(亦即,環形腔室在-Z方向上的一端)定義流動控制區域144。舉例而言,最內側的圓柱形容器110的側壁112與第一外圓柱形容器130的側壁132可以彙聚,以形成包含狹窄區段的流動控制區域144,其中側壁或底部壁之間的距離小於環形腔室140中的側壁之間的距離。在一些實施例中,如第1C圖所示,在流動控制區域144中,側壁或底部壁之間的距離C1 可以隨著流動控制區域144而變化。可替代地,如第5A圖至第5C圖所示,在其他實施例中,側壁或底部壁之間的距離C1 在整個流動控制區域144中可以恆定。
參照第1C圖,在一些實施例中,第一外圓柱形容器130的側壁132與最內側的圓柱形容器110的側壁112係定義流動控制區域144。流動控制區域144可以從環形腔室140延伸到環形流動通道142,環形流動通道142係定義於第一外圓柱形容器130的底部壁133與最內側的圓柱形容器110的底部壁113之間。在流動控制區域144中,側壁132的內表面134與側壁112的外表面115之間的距離C1 可以從環形腔室140附近的流動控制區域144的入口處的最大距離C1 減小到流動控制區域144到達環形流動通道142的出口處的最小距離C2
在一些實施例中,在流動控制區域144中,側壁132的內表面134可以朝向側壁112的外表面115向內傾斜(亦即,在第1C圖的座標軸的減小的r 方向上)。可替代地,在其他實施例中,在流動控制區域144中,側壁112的外表面115可以朝向側壁132的內表面134向外傾斜(亦即,在第1C圖的座標軸的增加的r 方向上)。在其他實施例中,側壁132的內表面134向內傾斜,而側壁112的外表面115向外傾斜,以使得側壁112與側壁132朝向環形流動通道142垂直向下延伸時,側壁132的內表面134與側壁112的外表面115朝向彼此彙聚。在一些實施例中,通過流動控制區域144的側壁132的內表面134的傾斜度、側壁112的外表面115的傾斜度、或二者可以恆定。可替代地,在其他實施例中,通過流動控制區域144的側壁132的內表面134的傾斜度、側壁112的外表面115的傾斜度、或二者從環形腔室140到環形流動通道142可以變化。舉例而言,在流動控制區域144中的側壁132的內表面134、側壁112的外表面115、或二者可以彎曲或是不規則形狀。在一些實施例中,側壁132的內表面134的傾斜度可以是側壁112的外表面115的傾斜度的鏡像(例如,相等的傾斜度但符號相反)。可替代地,側壁132的內表面134的傾斜度與側壁112的外表面115的傾斜度可以具有不同的形狀。在一些實施例中,側壁132的內表面134或側壁112的外表面115實質上可以垂直(亦即,平行於設備100的中心軸線A )。
參照第5A圖至第5C圖,在一些實施例中,在流動控制區域144中,側壁132的內表面134與側壁112的外表面115可以在整個流動控制區域144中平行。在這些實施例中,在流動控制區域144中的側壁132的內表面134與側壁112的外表面115之間的距離C1 可以恆定。在其他替代實施例中,第一外圓柱形容器130的底部壁133與最內側的圓柱形容器110的底部壁113可以定義流動控制區域144。在這些實施例中,最內側的圓柱形容器110的底部壁113與第一外圓柱形容器130的底部壁133之間的距離可以隨著底部壁113與底部壁133朝向設備100的中心軸線A 徑向向內延伸而減少。在其他實施例中,最內側的圓柱形容器110的底部壁113與第一外圓柱形容器130的底部壁133之間的距離在底部壁113與底部壁133之間所定義的整個流動控制區域144中可以恆定。
相鄰的圓柱形容器102的底部壁可以定義從流動控制區域向內延伸到相鄰的圓柱形容器的遞送環的環形流動通道。參照第1C圖,最內側的圓柱形容器110的底部壁113與第一外圓柱形容器130的底部壁133可以定義環形流動通道142。環形流動通道142可以定義成從流動控制區域144向內延伸到第一外圓柱形容器130的第一外遞送環136(亦即,在第1C圖的座標軸的減小的r 方向上)。在一些實施例中,環形流動通道142的至少一部分可以定義於最內側的圓柱形容器110的側壁112與第一外圓柱形容器130的側壁132之間,而使得流經環形流動通道142的熔融玻璃可以從流動控制區域144垂直向下流動(亦即,在-Z方向上),且然後可以朝向設備100的中心軸線A 與第一外圓柱形容器130的第一外遞送環136向內流動。
參見第1A圖至第1C圖,設備亦可以具有第二外圓柱形容器150。第二外圓柱形容器150可以包括側壁152與底部壁153。第二外圓柱形容器150的側壁152的內尺寸D3 (例如但不限於內徑或內寬度)可以大於第一外圓柱形容器130的內尺寸D2 。在一些實施例中,側壁152的內尺寸D3 可以大於第一外圓柱形容器130的外尺寸。第二外圓柱形容器150可以圍繞第一外圓柱形容器130同心地佈置。在一些實施例中,第二外圓柱形容器150可以完全圍繞第一外圓柱形容器130。第二外圓柱形容器150可以環繞最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130的中心軸線A 為同心。第二外圓柱形容器150的位置可以相對於最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130的位置而固定。第二外圓柱形容器150的側壁152的形狀可以與先前描述的側壁132的形狀類似。
第二外圓柱形容器150可以具有底部壁153,底部壁153可以從側壁152延伸到第二外遞送環156。在一些實施例中,底部壁153可以從側壁152徑向向內延伸到第二外遞送環156(亦即,在第1A圖及第1C圖的座標軸的減小的r 方向上)。可替代地,在一些實施例中,底部壁153可以從側壁152徑向向內並垂直向下延伸到第二外遞送環156(亦即,在第1A圖及第1C圖的座標軸的+/-Z方向上)。
參照第1A圖及第1C圖,第二外遞送環156可以從第二外圓柱形容器150的底部壁153垂直向下延伸(亦即,在-Z方向上),以在第二外圓柱形容器150的底部壁153中定義中心開口。第二外遞送環156可以是環形環,而針對第二外遞送環156與第一外遞送環136之間且沿著第二外遞送環156的表面向下流動的熔融玻璃提供環形形狀。第二外遞送環156可以在第二外遞送環156的遠端157處終止。第二外遞送環156可以大於第一外遞送環136,而使得第二外遞送環156可以圍繞第一外遞送環136。第二外遞送環156可以與第一外遞送環136間隔開,以允許熔融玻璃在第二外遞送環156與第一外遞送環136之間流動。
第二外圓柱形容器150的側壁152的內表面154與第一外圓柱形容器130的側壁132的外表面135可以定義環形腔室160以及環形腔室160與環形流動通道162之間的流動控制區域164。第二外圓柱形容器150的底部壁153與第一外圓柱形容器130的底部壁133可以定義環形流動通道162。環形腔室160、環形流動通道162、及流動控制區域164可以具有先前關於環形腔室140、環形流動通道142、及第一外圓柱形容器130與最內側的圓柱形容器110之間所定義的流動控制區域144所描述的任何特徵或屬性。
設備100可以具有附加的圓柱形容器102,附加的圓柱形容器102具有增加的內尺寸並圍繞第二外圓柱形容器150同心地佈置。舉例而言,在一些實施例中,設備100可以具有1、2、3、4、5、6、7、或多於7個圓柱形容器102。參照第2圖,在一個實施例中,設備100可以具有五個圓柱形容器102,而可以用於生產具有多達5個玻璃層的複合玻璃管件。參照第19圖,設備100可以具有2個圓柱形容器102,以生產具有2個玻璃層的複合玻璃管件。每一連續圓柱形容器的側壁、底部壁、遞送環、環形腔室、環形流動通道、及流動控制區域可以包括如先前在本揭示中關於第一外圓柱形容器130所描述的特徵及屬性。
每一圓柱形容器102(例如,最內側的圓柱形容器110、第一外圓柱形容器130、及第二外圓柱形容器150)的位置係相對於其他圓柱形容器102而固定。舉例而言,藉由使用複數個支柱180將圓柱形容器102彼此耦接,圓柱形容器102中之每一者可以相對於其他圓柱形容器102固定。再次參照第1A圖至第1C圖,固定最內側的圓柱形容器110、第一外圓柱形容器130、及第二外圓柱形容器150相對於彼此的位置可以在設備100的加熱及操作期間維持最內側的圓柱形容器110、第一外圓柱形容器130、及第二外圓柱形容器150中之每一者的形狀。將各種圓柱形容器102彼此結構固定有助於導引熱膨脹,以使圓柱形容器的原始形狀與圓柱形容器102之間所定義的體積的變形最小化。在設備100的正常操作期間,圓柱形容器102受到可能使形狀變形的機械及熱應力。藉由針對圓柱形容器102提供結構剛性(例如,藉由彼此固定),亦減少在正常操作期間的圓柱形容器102的變形。固定最內側的圓柱形容器110、第一外圓柱形容器130、及第二外圓柱形容器150相對於彼此的位置亦可以獨立控制與第一外圓柱形容器130或第二外圓柱形容器150相關聯的玻璃層的厚度,而不會破壞或改變任何其他玻璃層的厚度。
參照第1A圖及第1C圖,設備100可以包括複數個饋送管件118,以用於將熔融玻璃遞送到圓柱形容器102中之每一者。在一些實施例中,設備100可以包括用於複數個圓柱形容器102中之每一者的單一饋送管件118。舉例而言,在第1A圖及第1C圖中,最內側的圓柱形容器110、第一外圓柱形容器130、及第二外圓柱形容器150中之每一者具有單一饋送管件118。每一饋送管件118可以流體耦接到熔融玻璃系統424(第11圖)。在一些實施例中,饋送管件118可以是將熔融玻璃系統424流體耦接到圓柱形容器102中之一者的流動導管。饋送管件118可以使熔融玻璃組成物能夠連續引入圓柱形容器102中之每一者,而藉此能夠連續操作設備100。在一些實施例中,一或複數個饋送管件118可以流體耦接到分開的熔融玻璃系統,而使得不同的玻璃組成物可以引入一個或多於一個圓柱形容器102。
每一圓柱形容器102的分開的饋送管件118可以使每一圓柱形容器102中的熔融玻璃的層級能夠獨立於其他圓柱形容器102中之每一者中的熔融玻璃的層級。將單一饋送管件118定位於每一圓柱形容器102中可以產生每一圓柱形容器102中的熔融玻璃的層級的圓周分佈。藉由相對於與圓柱形容器102相關聯的其他流量控制閥170中之每一者改變流量控制閥170中之每一者的位置,可以補償圍繞圓柱形容器102的圓周的熔融玻璃的層級的變化。本文將進一步描述控制閥170的操作。
參照第1A圖,設備100可以包括耦接於一或複數個圓柱形容器102之間的複數個支柱180。支柱180可以維持圓柱形容器102中之每一者的固定位置,並且可以針對圓柱形容器102提供結構支撐,以減少操作期間的圓柱形容器102上的應變。如第1A圖所示,支柱180可以在最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130之間以及在第一外圓柱形容器130與第二外圓柱形容器150之間水平延伸(亦即,徑向或者在第1A圖及第1B圖的座標軸的+/-r 方向上)。在一些實施例中,支柱180可以垂直分佈,而使得不同垂直位置處(亦即,第1A圖及第1C圖的座標軸的+/-Z方向上的位置)的多個支柱180在最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130之間以及在第一外圓柱形容器130與第二外圓柱形容器150之間水平延伸。此外,支柱180可以圍繞設備100而圓周分佈。如本文將進一步描述,支柱180可以環繞圓柱形容器102而分佈在不妨礙流量控制閥170相對於圓柱形容器102移動的位置。
參照第1A圖至第1C圖,設備100可以包括設置於一或複數個環形流動通道(例如,環形流動通道142與環形流動通道162)中的複數個流動角板182。舉例而言,流動角板182可以設置於環形流動通道142中。流動角板182中之每一者可以耦接到最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130,而使得流動角板182中之每一者將最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130之間所定義的環形流動通道142一分為二。流動角板182可以從流動控制區域144通過環形流動通道142而延伸到第一外圓柱形容器130的遞送環136。在一些實施例中,每一流動角板182可以延伸到遞送環136的遠端137。在一些實施例中,流動角板182可以向上延伸到流動控制區域144的至少一部分。在其他實施例中,流動角板182可以延伸通過整個流動控制區域144。流動角板182可以具有任何橫截面形狀。在一些實施例中,流動角板182可以是大致平坦的。可替代地,在其他實施例中,流動角板182可以具有從流動控制區域144到遞送環136變化的橫截面剖面。舉例而言,在一些實施例中,流動角板182的厚度可以沿著環形流動通道142而從流動控制區域144到遞送環136變化。亦考慮流動角板182的其他形狀。
流動角板182可以將環形流動通道142與可選擇的流動控制區域144分離成複數個角形扇區184。在一些實施例中,流動角板182可以在整個環形流動通道142中均勻且圓周分佈。可替代地,在其他實施例中,流動角板182可以在整個環形流動通道142中不規則地間隔開,以產生具有不同角度尺寸的角形扇區184。
流動角板182可以實體分離流經每一角形扇區184的熔融玻璃,以維持由流量控制閥170中之每一者所產生的對於流動的阻抗,直到來自角形扇區184中之每一者的熔融玻璃彙聚在流動角板182終止的遞送環136處。流動角板182可以維持由流量控制閥170產生的熔融玻璃的圓周式流動分佈。熔融玻璃流體在流動角板182的末端183處合併成熔融玻璃的單一環形流動。流動角板182的末端183可以在遞送環136的遠端137附近。
流動角板182亦可以設置於環形流動通道162中,並且可選擇地設置於第一外圓柱形容器130與第二外圓柱形容器150之間所定義的流動控制區域164中。同樣地,流動角板182可以設置於環形通道中,並且可選擇地設置於任何二個相鄰圓柱形容器102之間所定義的流動控制區域中。
參照第1A圖及第1C圖,設備100可以包括至少一個流量控制閥170,以控制熔融玻璃從環形腔室140通過流動控制區域144及通過環形流動通道142的流動速率。在本揭示中,係在第一外圓柱形容器130以及環形腔室140、環形流動通道142、及第一外圓柱形容器130與最內側的圓柱形容器110之間所定義的流動控制區域144的上下文中描述流量控制閥170。然而,應理解,定位於其他圓柱形容器102中的流量控制閥170(例如第二外圓柱形容器150)可以包括本文所述的與第一外圓柱形容器130相關聯者相同的特徵及操作。
參照第3A圖至第3C圖,流量控制閥170中之每一者可以包括耦接到軸件174的控制元件172。控制元件172的形狀可以與第一外圓柱形容器130的內表面134或最內側的圓柱形容器110的外表面115的輪廓互補。在一些實施例中,控制元件172可以是在角度方向上(亦即,在第3A圖至第3C圖的座標軸的+/-θ方向上)伸長並具有至少一個控制表面176的插頭,至少一個控制表面176的形狀係與第一外圓柱形容器130與最內側的圓柱形容器110之間所定義的流動控制區域144中的第一外圓柱形容器130的內表面134、最內側的圓柱形容器110的外表面115、或二者符合。參照第3B圖,示意性圖示設置於第一外圓柱形容器130與最內側的圓柱形容器110之間的流動控制區域144內的控制元件172的一個實施例的橫截面圖。在一些實施例中,控制元件172可以包括向下延伸(亦即,在第3B圖的座標軸的-Z方向上)並彙聚於一點處的二個控制表面176。控制表面176可以是傾斜的,而控制表面176的傾斜度可以互補於流動控制區域144中的第一外圓柱形容器130的內表面134及最內側的圓柱形容器110的外表面115。可替代地,在其他實施例中,控制元件172可以包括楔形、翼片、閘門、或其他結構,而可以接合第一外圓柱形容器130與最內側的圓柱形容器110之間所定義的流動控制區域144。
參照第5A圖至第5C圖,在其他實施例中,控制元件172可以具有在徑向方向上(亦即,在第5A圖中的座標軸的+/-r方向上)量測的寬度,而相對於垂直方向(亦即,+/Z方向)是恆定的。舉例而言,在一些實施例中,流量控制閥170的控制元件172的控制表面可以平行於流動控制區域144中的最內側的圓柱形容器110的外表面115與第一外圓柱形容器110的內表面134。用於控制元件172的其他形狀亦可以適於改變通過流動控制區域144的熔融玻璃的流動的阻抗。
返回參照第3A圖及第3C圖,在一些實施例中,第一外圓柱形容器130的橫截面形狀可以是大致圓形,而控制元件172可以是弧形的(亦即,相對於設備100的中心軸線A 具有恆定的徑向尺寸),並且可以包括對應於流動控制區域144的徑向尺寸與角度尺寸。參照第3C圖,舉例而言,流量控制閥170的控制元件172可以具有從設備100的中心軸線A 量測的半徑R1 以及相對於設備的中心軸線A 的角度尺寸β 。控制元件172的半徑R1 可以足夠確保控制元件172的正中矢狀平面P 垂直對準整個控制元件的角度尺寸β 的流動控制區域144的中心(亦即,在第3A圖至第3C圖的座標軸的+/-Z方向上)。控制元件172的角度尺寸β 可以小於角形扇區184的角度尺寸α ,而使得可以在定義角形扇區184的流動角板182之間定位控制元件172。角形扇區184的角度尺寸α 與控制元件172的角度尺寸β 之間的差異可以足夠允許控制元件172在流動角板182之間自由移動,但沒有大到允許大量熔融玻璃在控制元件172的端部與流動角板182之間流動,而導致大量熔融玻璃並未流動於控制元件172與第一外圓柱形容器130的內表面134或最內側的圓柱形容器110的外表面115之間。
軸件174可以耦接到控制元件172,並且可以垂直向上延伸(亦即,在第3A圖至第3B圖的座標軸的+Z方向上)。在一些實施例中,軸件174可以在控制元件172的中點173處耦接到控制元件172。儘管圖示及描述為具有單一軸件174,但應理解,流量控制閥170中之每一者可以包括耦接到控制元件172並從其向上延伸的複數個軸件174。
在一些實施例中,包括控制元件172及/或軸件174的流量控制閥170可以由導電耐火金屬構成。導電耐火金屬可以包括鉑或含鉑金屬(例如,鉑銠、鉑銥、分散的硬化鉑材料、及其組合)。舉例而言,在一些實施例中,流量控制閥170可以包括鉑。在一些實施例中,流量控制閥170可以包括分散的硬化鉑。其他耐火金屬可以包括鉬、鈀、錸、鉭、鈦、鎢、釕、鋨、鋯、及其合金、及/或二氧化鋯。可替代地,在其他實施例中,流量控制閥170可以包括其他耐火材料,例如但不限於鋯石(例如,氧化鋯)、碳化矽、磷釔礦、氧化鋁基耐火陶瓷、矽鋁酸鹽耐火陶瓷、其他耐火材料、或這些的組合。在一些實施例中,流量控制閥170可以包括利用耐火金屬包覆的耐火陶瓷材料。
參照第4A圖至第4C圖,每一流量控制閥170可以設置於第一外圓柱形容器130中,其中控制元件172係定位於第一外圓柱形容器130與最內側的圓柱形容器110之間所定義的流動控制區域144附近。軸件174可以垂直向上延伸(亦即,在第4A圖至第4C圖的座標軸的+Z方向上)通過環形腔室140而在第一外圓柱形容器130與最內側的圓柱形容器110的頂部上方。控制元件172係定位於流動控制區域144附近,而控制元件172的控制表面176與第一外圓柱形容器130的內表面134、最內側的圓柱形容器110的外表面115、或二者可以定義控制元件172的控制表面176與第一外圓柱形容器130的內表面134及/或最內側的圓柱形容器110的外表面115之間的間隙G2
在一些實施例中,設備100可以包括複數個流量控制閥170。在一些實施例中,與每一圓柱形容器(例如,第一外圓柱形容器130)相關聯的流量控制閥170的數量可以等於設置於該圓柱形容器102所定義的環形流動通道中的流動角板182的數量。在一些實施例中,與第一外圓柱形容器130相關聯的流量控制閥170的數量可以等於定位於第一外圓柱形容器130與最內側的圓柱形容器110之間所定義的環形流動通道142中的流動角板182的數量。設備100可以具有設置於二個相鄰圓柱形容器之間(例如,最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130之間)的1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、或多於12個的流量控制閥170。舉例而言,參照第6A圖,在一些實施例中,第一外圓柱形容器130可以包括二個流動角板182與二個流量控制閥170,二個流量控制閥170中之每一者係與流動角板182所定義的二個角形扇區184中之一者相關聯。參照第6B圖,在其他實施例中,第一外圓柱形容器130可以具有3個流量控制閥170,流量控制閥170中之每一者係定位於流動角板182所定義的角形扇區184中之一者中。參照第1B圖,第一外圓柱形容器130可以具有4個流量控制閥170。參照第6C圖及第6D圖,在其他實施例中,第一外圓柱形容器130可以分別具有6個流量控制閥170或8個流量控制閥170。在其他實施例中,第一外圓柱形容器130可以具有多於8個的流量控制閥170。流量控制閥170可以均勻及圓周分佈而圍繞第一外圓柱形容器130。隨著用於第一外圓柱形容器130的流動角板182與流量控制閥170的數量增加,亦可增加調整與第一外圓柱形容器130相關聯的玻璃層的圓周玻璃流動分佈的能力。類似地,增加任何圓柱形容器102的流動角板182與流量控制閥170的數量可以改善調整與圓柱形容器102相關聯的玻璃層的圓周玻璃流動分佈的能力。
參照第4A圖至第4C圖,如前所述,複數個流量控制閥170中之每一者可以相對於最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130平移,以改變通過流動控制區域144的熔融玻璃的流動的阻抗。複數個流量控制閥170可以在垂直方向上(亦即,在+/-Z方向上)、在徑向方向上(亦即,在第4A圖至第4C圖的座標軸的+/-r方向上)、在角度方向上(亦即,在第4A圖至第4C圖的座標軸的+/-θ方向上(例如,藉由環繞設備100的軸線A (第1C圖)旋轉流量控制閥170))、或其組合平移。流量控制閥170相對於第一外圓柱形容器130的平移可以改變控制元件172與側壁132的內表面134之間以及控制元件172與側壁112的外表面115之間所定義的間隙G2 的形狀。舉例而言,流量控制閥170相對於第一外圓柱形容器130的在垂直、徑向、及/或角度尺寸上的平移可以改變間隙G2 的徑向寬度、垂直長度、及/或角度長度,而藉此改變通過流動控制區域144的熔融玻璃的流動的阻抗。
舉例而言,參照第4A圖至第4C圖,在一些實施例中,流量控制閥170可以相對於最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130垂直平移(亦即,在+/-Z方向上)。流量控制閥170相對於第一外圓柱形容器130的垂直平移係在第4A圖至第4C圖中藉由靠近流量控制閥170的垂直定向雙箭頭198表示。流量控制閥170相對於最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130的平移可以使控制元件172在流動控制區域144中相對於最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130移動,以減少或增加控制元件172的控制表面176與第一外圓柱形容器130的內表面134及/或最內側的圓柱形容器110的外表面115之間所定義的間隙G2 的寬度。流量控制閥170中之每一者亦可以相對於與第一外圓柱形容器130相關聯的其他流量控制閥170中之每一者獨立平移,而藉此使間隙G2 能夠在第一外圓柱形容器130的流量控制閥170之間變化。
現在參照第5A圖至第5C圖,在其他實施例中,通過流動控制區域144的距離C1 可以恆定,而流量控制閥170的控制元件172的控制表面可以在流動控制區域144中大致平行於側壁132的內表面134與側壁112的外表面115。在這些實施例中,流量控制閥170相對於第一外圓柱形容器130的垂直平移可以增加控制元件172與側壁132的內表面134之間以及控制元件172與側壁112的外表面115之間的間隙G2 的長度L 。隨著流量控制閥170相對於第一外圓柱形容器130的平移,間隙G2 的徑向寬度可以保持恆定。
第4B圖示意性圖示設備100的第一外圓柱形容器130與流量控制閥170的操作,以從熔融玻璃組成物生產複合玻璃管件的玻璃層。參照第4B圖,熔融玻璃組成物可以透過饋送管件118引入第一外圓柱形容器130。熔融玻璃組成物可以藉由重力而通過第一外圓柱形容器130與最內側的圓柱形容器110之間所定義的環形腔室140向下流動(亦即,在第4B圖中的座標軸的-Z方向上)。此外,熔融玻璃組成物可以圍繞環形腔室140而圓周式流動(亦即,在第4B圖的座標軸的+/-θ方向上),以將熔融玻璃組成物分佈於整個環形腔室140中。在流動控制區域144中,熔融玻璃組成物可以圍繞流量控制閥170中之每一者的控制元件172流動,並且流經控制元件172的控制表面176與第一外圓柱形容器130的內表面134及/或最內側的圓柱形容器110的外表面115之間所定義的間隙G2
一旦穿過間隙G2 ,則熔融玻璃組成物可以從流動控制區域144流入並通過環形流動通道142而到達第一外遞送環136。如前所述,隨著熔融玻璃組成物流經環形流動通道142,流動角板182所定義的環形流動通道142的每一角形扇區184中的熔融玻璃組成物可以與環形流動通道142的其他角形扇區184中之每一者的熔融玻璃組成物實體分離。因此,通過環形流動通道142的熔融玻璃組成物的流動通常可徑向向內朝向第一外遞送環136。可以藉由流動角板182實質上防止環形流動通道142中的熔融玻璃的圓周式流動。
參照第7A圖,在流動角板182的末端183處,來自每一角形扇區184的熔融玻璃組成物的流體可以在第一外遞送環136處重新組合。然後,熔融玻璃組成物沿著第一外遞送環136的內表面以環形流動大致向下流動(亦即,在第7A圖的座標軸的-Z方向上)。在第一外遞送環136的遠端137處,熔融玻璃組成物可以與第一外遞送環136分離,以形成熔融玻璃組成物204的玻璃層214,而可以與其他玻璃層彙聚以形成複合玻璃管件200。
再次參照第4A圖至第4B圖,流量控制閥170相對於第一外圓柱形容器130與最內側的圓柱形容器110平移,以增加或減少間隙G2 的寬度,而可以增加或減少通過流動控制區域144並進入第一外圓柱形容器130與最內側的圓柱形容器110之間所定義的環形流動通道142的熔融玻璃的流動的阻抗。舉例而言,相較於第4B圖的流量控制閥170的位置,在第4A圖中,控制元件172靠近流動控制區域144定位,而使得間隙G2 較小,且控制元件172與第一外圓柱形容器130及/或最內側的圓柱形容器110之間的熔融玻璃的流動的阻抗較大。在第4B圖中,控制元件172係定位成更遠離流動控制區域144,而藉此增加間隙G2 的寬度,並減少對於熔融玻璃的流動的阻抗。在第4C圖中,流量控制閥170係定位於距離流動控制區域144的最大距離處,而藉此將間隙G2 的寬度增加到最大寬度,在最大寬度處,控制元件172與第一外圓柱形容器130及/或最內側的圓柱形容器110之間的熔融玻璃的流動的阻抗係為最小。藉由使流量控制閥170相對於第一外圓柱形容器130及/或最內側的圓柱形容器110平移來增加或減少通過流動控制區域144的熔融玻璃的流動的阻抗可以分別增加或減少通過流動控制區域144並進入環形流動通道142的熔融玻璃的流動速率。
對於給定的玻璃層級而言,當流量控制閥170係定位於最高位置而使得間隙G2 處於最大寬度時,得到通過流動控制區域144的熔融玻璃的最大流動速率。流量控制閥170的最小位置可以是低於通過流動控制區域144的熔融玻璃的流動不足以維持流動控制區域144下游的熔融玻璃的流動速率(例如,通過環形流動通道142而沿著第一外遞送環136向下)的位置。參照第9A圖及第9B圖,提供通過第一外圓柱形容器130所定義的流動控制區域144與環形流動通道142的熔融玻璃的2D軸對稱流動模型的結果。使用可從COMSOL取得的商業可取得的流體動力學建模軟體來構建2D軸對稱流動模型。第9A圖圖解地圖示通過第一外圓柱形容器130的流動控制區域144與環形流動通道142的熔融玻璃的速度分佈。在第9A圖中,熔融玻璃的速度係從深灰色到淺灰色增加。如第9A圖所示,通過流動控制區域144與環形流動通道142的熔融玻璃的速度通常保持恆定,直到熔融玻璃到達遞送環136。第9B圖圖解地圖示第一外圓柱形容器130的流動控制區域144與環形流動通道142中的熔融玻璃的壓力分佈。在第9B圖中,壓力從深灰色到淺灰色增加,而使得較深的灰色表示較低壓力的區域,而較淺的灰色表示較高壓力的區域。如第9B圖所示,壓力在流動控制區域144的開始處最大,其中熔融玻璃進入流量控制閥170與第一外圓柱形容器130及/或最內側的圓柱形容器110之間所定義的間隙G2 。第10圖圖解地圖示通過流動控制區域144的熔融玻璃的質量流動速率與流量控制閥170的位置的函數。在第10圖中,x軸上的零位置對應於流量控制閥170的最小位置。如第10圖所示,對於第9A圖及第9B圖所示的模型中的設備100的幾何設計而言,通過流動控制區域144的熔融玻璃的質量流動速率係相對於流量控制閥170的位置非線性變化,並在流量控制閥170的最大打開位置處得到最大質量流動速率。
參照第3A圖至第3C圖,改變可獨立移動的流量控制閥170中之每一者相對於第一外圓柱形容器130的位置可以改變通過環形流動通道142的熔融玻璃的流動速率,而藉此改變與圓柱形容器相關聯的玻璃層的厚度。舉例而言,所有可獨立平移的流量控制閥170可以按照一致方式平移,以增加或減少與第一外圓柱形容器130相關聯的玻璃層的總厚度。
在沒有流量控制閥170的情況下,可以藉由控制圓柱形容器102中之每一者中的熔融玻璃的層級或者藉由控制圓柱形容器102中之每一者中的熔融玻璃的黏度來調整從圓柱形容器102中之每一者生產的玻璃層的厚度。然而,這些藉由控制圓柱形容器102中的玻璃的層級或者控制玻璃的黏度來控制玻璃層的圓周厚度分佈的方法可能受限且不切實際。舉例而言,為了適應寬範圍的玻璃層厚度,圓柱形容器102必須具有大範圍的操作玻璃層級,以實現每一玻璃層的所期望的淨流動速率的範圍。對於未定義玻璃線段(亦即,可變層級的玻璃)而言,因為可能難以針對熔融玻璃上方的氣體環境及下方的玻璃定義加熱區域,設備的設計及操作可能不切實際。獨立控制玻璃層中之每一者的黏度(特別是朝向圓柱形容器102的底部)也是一個重大挑戰,其中玻璃流體彼此非常接近,而玻璃層趨向於具有相似溫度。
藉由包括流量控制閥170以控制熔融玻璃的流動速率,設備100提供調整每一玻璃層的厚度,同時在圓柱形容器102(例如,第一外圓柱形容器130)中維持相同的玻璃層級。因此,相較於藉由改變熔融玻璃的層級或黏度來控制厚度,包括流量控制閥170的設備100允許更簡單地設計加熱系統,以加熱熔融玻璃上方的氣體空間以及圓柱形容器102的外表面。此外,由於流量控制閥170的控制回應為機械式而非熱式,因此相較於改變圓柱形容器102中的熔融玻璃的層級或黏度,流量控制閥170可以提供更快的控制回應時間。
此外,流量控制閥170中之每一者可以相對於與第一外圓柱形容器130相關聯的其他流量控制閥170中之每一者獨立平移,以修改通過流動控制區域144與環形流動通道142的熔融玻璃的圓周流動分佈,而藉此修改與第一外圓柱形容器130相關聯的玻璃層的圓周厚度分佈。舉例而言,在一些實施例中,可以調整第一外圓柱形容器130內的流量控制閥170的相對位置,以補償由於單一饋送管件118以及從與饋送管件118相關聯的角形扇區184到第一外圓柱形容器130的其他角形扇區中之每一者的熔融玻璃的圓周流動所造成的第一外圓柱形容器130中的玻璃層級的差異。此外,在其他實施例中,第一外圓柱形容器130的一或複數個流量控制閥170可以相對於其他流量控制閥170獨立平移,以修改玻璃層214及/或複合玻璃管件200的側線。
流動控制區域144的形狀可能影響設備100針對流量控制閥相對於圓柱形容器的位置的改變的靈敏度。特定言之,流動控制區域144的形狀的改變可以影響針對流量控制閥170相對於流動控制區域144的位置的改變而回應通過流動控制區域144的熔融玻璃的流動速率的改變的靈敏度。舉例而言,參照第4A圖至第4C圖,側壁132的內表面134與側壁112的外表面115可以在流動控制區域144中朝向彼此逐漸傾斜。側壁132的內表面134與側壁112的外表面115中之每一者的傾斜度可以影響設備針對流量控制閥170相對於流動控制區域144的位置的改變的靈敏度。舉例而言,相較於具有較小傾斜度的流動控制區域144,因為流量控制閥170的垂直位置的單位改變係導致流量控制閥170與側壁132之間以及流量控制閥170與側壁112之間所形成的通道的橫截面區域的改變較小,具有較大傾斜度的流動控制區域144可能導致降低的靈敏度。舉例而言,流動控制區域144的形狀亦可能受到其他考慮因素的限制(例如,所期望的產量)。
相較於設置在最內側的圓柱形容器110內的吹管120或者相較於第一外圓柱形容器130相對於最內側的圓柱形容器110的平移,設備100針對流量控制閥170的軸件174的+/-r及+/-θ位置的偏差可能較不敏感。對於吹管120而言,吹管120的+/-r或+/-θ位置的偏差可以直接影響熔融玻璃的圓周流動分佈,並且針對最內側的圓柱形容器110的頭部122與側壁112之間的熔融玻璃的流動速率產生二階改變。同樣地,第一外圓柱形容器130相對於最內側的圓柱形容器110的平移亦可以直接影響熔融玻璃的圓周流動分佈,並可以產生熔融玻璃的總流動速率的二階改變。相反地,與第一外圓柱形容器130相關聯的流量控制閥170可以在+/-Z方向上平移,以改變淨流動速率與圓周流動分佈二者。因此,流量控制閥170中的單獨一者的軸件174的+/-r或+/-θ位置的偏差不會針對圓周流動分佈產生直接影響,而是僅針對熔融玻璃的新流動速率產生較小的二階影響。因此,相較於吹管120的+/-r或+/-θ位置的改變,流量控制閥170針對流量控制閥170的軸件174的+/-r或+/-θ位置的改變較不敏感。
儘管在第一外圓柱形容器130的上下文中進行描述,但應理解,產生附加玻璃層的附加圓柱形容器102(例如,第二外圓柱形容器150)的操作可以類似於上述第一外圓柱形容器130的操作。
參照第7A圖,可以將熔融玻璃組成物202引入最內側的圓柱形容器110,並且可以在最內側的遞送環116的遠端117處生產包含熔融玻璃組成物202的內玻璃層212。用於生產內玻璃層212的最內側的圓柱形容器110與吹管120的操作在前文關於最內側的圓柱形容器110描述。如前所述,可以將另一熔融玻璃組成物204引入第一外圓柱形容器130的環形腔室140,並且可以在第一外遞送環136的遠端137處生產包含熔融玻璃組成物204的中間玻璃層214。此外,可以將另一熔融玻璃組成物206引入第二外圓柱形容器150的環形腔室160,並且可以在第二外遞送環156的遠端157處生產包含熔融玻璃組成物206的外玻璃層216。熔融玻璃組成物202、熔融玻璃組成物204、及熔融玻璃組成物206可以是相同或不同的玻璃組成物。
內玻璃層212、中間玻璃層214、及外玻璃層216可以在遞送環116、136、156的遠端117、137、157的下游彙聚,以形成複合玻璃管件200。特定言之,當熔融玻璃組成物202到達吹管120的頭部122的底部時,內玻璃層212的內表面係從與實心壁結合而過渡到自由表面。內玻璃層212可以繼續向下流動(亦即,在第7A圖的座標軸的-Z方向上),同時維持與最內側的遞送環116的接觸。在最內側的遞送環116的遠端117處,內玻璃層212可以與最內側的遞送環116分離,並與中間玻璃層214合併,以形成第一複合流體。包括內玻璃層212與中間玻璃層214的第一複合流體可以繼續沿著第一外遞送環136向下流動,其中中間玻璃層214係與第一外遞送環136接觸。在第一外遞送部136的遠端137處,中間玻璃層214可以與第一外遞送環136分離,而第一複合流體可以與外玻璃層216合併,以形成包括內玻璃層212、中間玻璃層214、及外玻璃層216的第二複合玻璃流體。仍處於熔融或部分熔融狀態的第二複合玻璃流體可以繼續沿著第二外遞送環156垂直向下流動,其中外玻璃層216係與第二外遞送環156接觸。在第二外遞送環156的遠端157處,外玻璃層216可以與第二外遞送環156分離,以形成玻璃懸鏈或垂直拉伸,而最終變成包括複數個玻璃層的複合玻璃管件200。隨著玻璃層212、214、216依序與其相應遞送環116、136、156分離,由吹管120遞送的氣體流可以確定內玻璃層212的內徑。在與第二外遞送環156分離之後,複合玻璃管件200可以繼續從設備100向下行進,其中複合玻璃管件200可以冷卻,以形成包括複數個玻璃層的實心複合玻璃管件。
已經在生產具有三個玻璃層(內玻璃層212、中間玻璃層214、及外玻璃層216)的複合玻璃管件200的上下文中描述用於形成複合玻璃管件200的設備100的操作。然而,應理解,設備100可經配置以生產具有更多或更少玻璃層的複合玻璃管件200。舉例而言,在一些實施例中,複合玻璃管件200可以僅包括單一層。在其他實施例中,複合玻璃管件200可以具有二個玻璃層(內玻璃層212與外玻璃層216)。在其他實施例中,複合玻璃管件200可以具有多於三個的玻璃層,而可以包括複數個內層212、複數個中間玻璃層214、及/或複數個外玻璃層216。每一玻璃層的玻璃組成物可以相同或不同。
參照第4A圖至第4C圖,流量控制閥170中之每一者可以包括定位器178,定位器178可操作以相對於第一外圓柱形容器130或其他圓柱形容器102獨立定位流量控制閥170中之每一者。在一些實施例中,流量控制閥170中之每一者的定位器178可以具有單一自由度。舉例而言,如第4A圖所示,定位器178可以使流量控制閥170在第4A圖中的座標軸的+/-Z方向上平移。參照第8圖,定位器178可以包括複數個線性定位平台179。在一些實施例中,定位器可以是手動定位器。可替代地,在其他實施例中,定位器178可以包括自動定位器。在一些實施例中,自動定位器可以包括例如電動線性平台。流量控制閥170與定位器178的簡單機構可以實現流量控制閥170或定位器178的主要部件的更換或修理,而不會顯著延遲管件生產。
參照第7A圖至第7D圖,現在將描述最內側的圓柱形容器110的各種實施例。如第7A圖所示並如前所述,最內側的圓柱形容器110可以具有吹管120,而在吹管120的近端121處具有鐘形頭部122。如前所述,可以藉由修改吹管120相對於最內側的圓柱形容器110的中心開口129的位置來控制從最內側的圓柱形容器110產生的內玻璃層212的圓周分佈及厚度。吹管120可以垂直平移(亦即,在第7A圖的座標軸的+/-Z方向上),以改變吹管120的鐘形頭部122與最內側的圓柱形容器110的內表面114之間的間隙G1 。藉由吹管120在垂直方向上的平移來修改間隙G1 ,而可以改變通過間隙G1 的熔融玻璃組成物202的流動速率,而藉此改變從最內側的圓柱形容器110產生的內玻璃層212的厚度。此外,吹管120可以相對於最內側的圓柱形容器110水平平移(亦即,在第7A圖的圓柱體座標軸的+/-r或+/-θ方向上),以改變在吹管120的鐘形頭部122與最內側的圓柱形容器110之間流動的玻璃熔融組成物202的圓周分佈,而藉此修改由最內側的圓柱形容器110產生的內玻璃層212的圓周厚度分佈。
參照第7A圖,遞送環116、136、156可以佈置成使得第一外遞送環136的遠端137垂直定位於最內側的遞送環116的遠端117下方,而第二外遞送環156的遠端157垂直定位於第一外遞送環136的遠端137下方。在第7A圖所示的此配置中,內玻璃層212可以與最內側的遞送環116的遠端117分離,並與中間玻璃層214合併,以形成第一複合流體。然後,包括內玻璃層212與中間玻璃層214的第一複合流體可以與第一外遞送環136的遠端137分離,並與外玻璃層216合併,以形成第二複合玻璃流體。然後,仍然可以處於熔融或部分熔融狀態的第二複合玻璃流體可以與第二外遞送環156的遠端157分離,以形成玻璃懸鏈或垂直拉伸,而最終變成包括複數個玻璃層的複合玻璃管件200。儘管在生產具有三個玻璃層的複合玻璃管件200的上下文中描述第7A圖的設備,但是可以在不顯著改變第7A圖中的設備100的操作原理的情況下藉由包括附加圓柱形容器102而將附加玻璃層增加到複合玻璃管件200中。
現在參照第7B圖,在一些實施例中,吹管120可以延伸通過最內側的圓柱形容器110的底部壁113中的中心開口129,並延伸通過內遞送環116。在此實施例中,吹管120的近端121上的鐘形頭部122可以垂直定位於內遞送環116的遠端117的下方(亦即,在第7B圖的座標軸的-Z方向上)。間隙G3 可以定義於吹管120的頭部122與內遞送環116的遠端117之間。吹管120沿著垂直方向的平移(亦即,在第7B圖的座標軸的+/-Z方向上)可以改變間隙G3 的寬度,而藉此改變通過間隙G3 的熔融玻璃組成物202的流動的阻抗,間隙G3 可以增加或減少熔融玻璃組成物202的流動速率。舉例而言,在第7B圖所示的實施例中,將吹管120垂直向下平移可以增加間隙G3 的寬度,而藉此增加通過間隙G3 的熔融玻璃組成物202的流動速率。相反地,將第7B圖的吹管在垂直向上的方向(亦即,第7B圖的座標軸的+Z方向)上平移可以減少間隙G3 的寬度,而藉此降低通過間隙G3 的熔融玻璃組成物202的流動速率。在其他實施例中,吹管120的頭部122或內遞送環116的遠端117可以成形而使得吹管120在第7B圖的座標軸的+Z方向上的平移可以增加間隙G3 的寬度,而藉此增加熔融玻璃組成物202通過的流動速率。
亦如第7B圖所示,在一些實施例中,相較於其他遞送環136、156,內遞送環116可以垂直向下延伸得更遠,而每一連續向外定位的遞送環136、156在垂直方向(亦即,第7B圖的座標軸的+/-Z方向)上變得更短。在此配置中,第一外遞送環136的遠端137可以垂直定位於第二外遞送環156的遠端157的下方(亦即,在-Z方向上),而最內側的遞送環116的遠端117可以垂直定位於第一外遞送環136的遠端137的下方。在由第7B圖表示的實施例中,外玻璃層216可以是首先從第二外遞送環156分開的玻璃層。外玻璃層216可以與第二外遞送環156的遠端157分離。在與第二外遞送環156分離之後,外玻璃層216可以在一側上由第一外遞送環136的外表面所界定。在第一外遞送環136的遠端137處,外玻璃層216與中間玻璃層214可以與第一外遞送環136分離,並且合併在一起,以產生包括中間玻璃層214與外玻璃層216的第一複合流體。包括中間玻璃層214與外玻璃層216的第一複合流體可以保持成由最內側的遞送環116的外表面所界定。在最內側的遞送環116的遠端117處,第一複合流體的中間玻璃層216及內玻璃層212可以與最內側的遞送環116分離或分開,並且第一複合流體的中間玻璃層216及內玻璃層212可以合併在一起,以產生第二複合玻璃流體。包括內玻璃層212、中間玻璃層214、及外玻璃層216的第二複合玻璃流體可以仍然處於熔融或部分熔融狀態,而可以繼續沿著吹管120的頭部122向下流動,直到第二複合玻璃流體與吹管120的近端121分離,其中第二複合玻璃流體形成玻璃懸鏈或垂直拉伸,而成為複合玻璃管件200。隨著第二複合玻璃流體與吹管120的近端121分離,從吹管120的近端121遞送的氣體流可以確定內玻璃層212的內尺寸(例如,直徑)。在與吹管120的近端121分離之後,複合玻璃管件200可以繼續從設備100向下行進,其中複合玻璃管件200可以冷卻,以形成包括複數個玻璃層的實心複合玻璃管件。儘管在生產具有三個玻璃層的複合玻璃管件200的上下文中描述第7B圖中的設備100,但是可以在不顯著改變第7B圖中的設備100的操作原理的情況下藉由包括附加圓柱形容器102而將附加玻璃層增加到複合玻璃管件200中。
參照第7C圖,在一些實施例中,最內側的圓柱形容器110可以包括至少一個內流量控制閥190。內流量控制閥190可以包括控制元件192,控制元件192可以耦接到軸件194。控制元件192可以成形以在控制元件192的控制表面196與最內側的圓柱形容器110的內表面114之間形成間隙G4 。內流量控制閥190的控制元件192可以具有先前針對流量控制閥170的控制元件172描述的任何特徵。在一些實施例中,最內側的圓柱形容器110可以包括單一內流量控制閥190。內流量控制閥190的控制元件192可以是環形的,而使得控制元件192圍繞吹管120的一部分。控制元件192的控制表面196可以成形以符合最內側的圓柱形容器110的內表面114的形狀。舉例而言,控制元件192的控制表面196可以反映最內側的圓柱形容器110的內表面114的形狀。在一些實施例中,控制表面196可以從控制元件192的上部部分到控制元件192的下部部分向下及向內傾斜(亦即,在第7C圖的座標軸的-Z及減小的r 方向上)。
內流量控制閥190的軸件194可以具有流量控制閥170的軸件174的任何前述特徵。如第7C圖所示,吹管120可以向下延伸通過最內側的遞送環116,而使得吹管120的頭部122垂直定位於最內側的遞送環116的遠端117的下方。在一些實施例中,內流量控制閥190的軸件194可以是中空圓柱形管件,而圍繞吹管120的至少一部分。內流量控制閥190可以相對於最內側的圓柱形容器110而在垂直方向(亦即,第7C圖的座標軸的+/-Z方向)上平移。在一些實施例中,內流量控制閥190可以相對於吹管120垂直平移。舉例而言,在一些實施例中,吹管120可以在垂直方向上固定(亦即,在第7C圖的座標軸的+/-Z方向上),而內流量控制閥190可以相對於吹管120而在垂直方向上平移。內流量控制閥190的垂直平移可以改變間隙G4 的寬度,而可以改變熔融玻璃組成物202從最內側的圓柱形容器110到內遞送環116的淨流動速率,而藉此改變與最內側的圓柱形容器110相關聯的內玻璃層212的平均厚度。
在一些實施例中,吹管120亦可以在垂直方向(亦即,+/-Z方向)上平移。吹管120的垂直平移可以獨立於內流量控制閥190的垂直平移。吹管120在垂直方向上的平移可以調整吹管120的頭部122處的玻璃遞送黏度,而不會改變來自最內側的圓柱形容器110的熔融玻璃組成物202的淨流動速率。調整玻璃遞送黏度可以修改所需要的懸鏈形狀、著陸溫度、及/或吹氣壓力。
在一些實施例中,內流量控制閥190可以在徑向及/或角度方向上(亦即,在第7C圖的座標軸的+/-r及/或+/-θ方向上)與吹管120一起平移。吹管120與內流量控制閥190一起在徑向及/或角度方向上的平移可以確定來自最內側的圓柱形容器110的熔融玻璃組成物202的圓周流動速率分佈。在徑向及角度方向上平移第7C圖的吹管120與內流量控制閥190以改變熔融玻璃組成物202的圓周流動速率分佈可以修改與最內側的圓柱形容器110相關聯的內玻璃層212的圓周厚度剖面。此外,藉由在徑向及角度方向上平移吹管120及內流量控制閥190來修改熔融玻璃組成物202的圓周流動速率分佈可以補償從饋送管件118(第1A圖)到最內側的圓柱形容器110的熔融玻璃組成物202的單點連續饋送。可替代地,內流量控制閥190可以獨立於吹管120而在徑向及/或角度方向上平移(亦即,在第7C圖的座標軸的+/-r及/或+/-θ方向上)。
可替代地,在其他實施例中,最內側的圓柱形容器110可以具有複數個內流量控制閥190。在這些實施例中,吹管120可以在垂直、徑向、及角度方向上固定,並且可以藉由內流量控制閥190中之每一者相對於最內側的圓柱形容器110與複數個內流量控制閥190中之其他每一者的平移來控制熔融玻璃組成物202的圓周流動速率分佈。
在第7C圖所示的實施例中,遞送環具有與第7B圖所示相同的配置。因此,用於形成複合玻璃管件200的每一玻璃層212、214、216與相關聯的遞送環116、136、156的分離以及玻璃層212、216、216的匯合係與先前關於第7B圖的描述相同。
參照第7D圖,在其他實施例中,最內側的圓柱形容器110可以包括第7C圖所示並參照其描述的內流量控制閥190中之至少一者。然而,第7D圖中的實施例與第7C圖的實施例的不同之處在於用於形成複合玻璃管件200的遞送環116、136、156的配置與不同玻璃層的匯合。在第7D圖所示的實施例中,吹管120的近端121可以延伸通過最內側的遞送環116,而使得吹管120的頭部122垂直定位於最內側的遞送環116的遠端117的下方(亦即,在第7D圖的座標軸的-Z方向上)。在第7D圖中,第一外遞送環136垂直向下延伸,而使得第一外遞送環136的遠端137垂直定位於第一外遞送環136的遠端117的下方,而第二外遞送環156垂直向下延伸,而使得第二外遞送環156的遠端157垂直定位於第一外遞送環136的遠端137的下方。第7D圖中的遞送環116、136、156的配置係類似於第7A圖所示並關於其描述的遞送環116、136、156的配置。
參照第7D圖,在操作中,內玻璃層212可以與最內側的遞送環116分離,並與中間玻璃層214合併,以形成包括內玻璃層212與中間玻璃層214的第一複合流體。在內玻璃層212與中間玻璃層214合併的點處,內玻璃層212可以是由吹管120在與中間玻璃層214相對的一側上所界定的實心壁,而中間玻璃層214可以是由第一外遞送環136在中間玻璃層214的與內玻璃層212相對的一側上所界定的實心壁。包括內玻璃層212與中間玻璃層214的第一複合流體可以在附接到第一外遞送環136及吹管120時繼續垂直向下流動(亦即,在-Z方向上)。在第一外遞送環136的遠端137處,第一複合流體的中間玻璃層214可以與第一外遞送環136分離,然後可以與外玻璃層216合併,以形成第二複合玻璃流體。在第一複合流體與外玻璃層216合併的點處,第一複合流體的內玻璃層212可以繼續是由吹管120所界定的實心壁,而外玻璃層216可以是由第二外遞送環156所界定的實心壁。包括內玻璃層212、中間玻璃層214、及外玻璃層216的第二複合玻璃流體可以在附接到第二外遞送環156及吹管120時繼續垂直向下流動。在第二外遞送環156的遠端157處,第二複合玻璃流體的外玻璃層216可以與第二外遞送環156分開或分離,以在外玻璃層216的外表面處形成自由表面。包括內玻璃層212、中間玻璃層214、及外玻璃層216的第二複合玻璃流體可以仍然處於熔融或部分熔融狀態,而可以繼續沿著吹管120的頭部122垂直向下流動。第二複合玻璃流體可以與吹管120的近端121分離,其中第二複合玻璃流體形成玻璃懸鍊或垂直拉伸,而最終變成複合玻璃管件200。隨著第二複合玻璃流體與吹管120的近端121分離,從吹管120的近端121遞送的氣體流可以確定內玻璃層212的內尺寸(例如,直徑)。在與吹管120的近端121分離之後,複合玻璃管件200可以繼續從設備100向下行進,其中複合玻璃管件200可以冷卻,以形成包括複數個玻璃層的實心複合玻璃管件200。
儘管在生產具有三個玻璃層的複合玻璃管件的上下文中描述第7D圖中的設備100,但是可以在不顯著改變第7B圖中的設備100的操作原理的情況下藉由包括附加圓柱形容器而將附加玻璃層增加到複合玻璃管件中。
參照第8圖,圖示用於生產包括複數個玻璃層的複合玻璃管件的設備100的另一實施例。第8圖所示的設備100包括三個圓柱形容器102,三個圓柱形容器102同心地佈置並相對於彼此固定。三個圓柱形容器102包括最內側的圓柱形容器110、第一外圓柱形容器130、及第二外圓柱形容器150。儘管圖示為包括3個圓柱形容器102,但應理解,設備100可以具有多於3個或少於3個的圓柱形容器102。總共8個流動角板182係定位於最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130之間,以將環形流動通道1142分成8個角形扇區184(參見第6D圖)。總共8個流動角板182係定位於第一外圓柱形容器130與第二外圓柱形容器150之間,以將環形流動通道162分成8個角形扇區184。八個流量控制閥170係設置於最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130之間,且其中每一流量控制閥170的控制元件172係定位於角形扇區184中之一者中的流動控制區域144附近。另外8個流量控制閥170可以設置於第一外圓柱形容器130與第二外圓柱形容器150之間,並相對於角形扇區184中之每一者定位。
參照第8圖,設備100可以另外包括耐火組件300。耐火組件300可以圍繞複數個圓柱形容器102。耐火組件300亦可以支撐複數個圓柱形容器102。耐火組件300可以包括一或更多個絕緣層302,一或更多個絕緣層302包含耐火材料。耐火材料可以是耐火陶瓷材料,耐火陶瓷材料與熔融玻璃化學相容,並且能夠承受與玻璃管件形成處理相關聯的高溫。可以形成絕緣層302的典型陶瓷耐火材料包括但不限於鋯石(例如,氧化鋯)、碳化矽、磷釔礦、氧化鋁基耐火陶瓷、及/或矽鋁酸鹽耐火陶瓷。絕緣層302可以完全圍繞複數個圓柱形容器102。在一些實施例中,耐火組件300(特定為耐火組件300的絕緣層302)可以定義孔口303,孔口303係垂直定位於複數個圓柱形容器102的遞送環的下方(亦即,在第8圖的座標軸的-Z方向上)。絕緣層302可以可操作地減少遠離圓柱形容器102的熱轉移。
在一些實施例中,耐火組件300可以包括嵌入絕緣層302的耐火材料中的一或複數個加熱元件304。如第8圖所示,加熱元件304可以包括電加熱元件(例如,圍繞複數個圓柱形容器102的鉑繞組)。在一些實施例中,可以藉由感應加熱系統向圓柱形容器102提供加熱。亦預期用於加熱圓柱形容器102的其他加熱元件304。加熱元件304與絕緣層302的組合可以控制複數個圓柱形容器102周圍及外部的溫度(例如,在第二外圓柱形容器150的外表面處)。耐火組件300可以另外包括定位於複數個圓柱形容器102及/或耐火組件300的絕緣層302的頂部的覆蓋方塊306。
設備100亦可以包括內部加熱系統310,以用於加熱設置於圓柱形容器102中的熔融玻璃上方的氣態空間。在一些實施例中,內部加熱系統310可以包括定位於耐火組件300內部的內部加熱元件312(例如,在覆蓋方塊306與複數個圓柱形容器102之間)。內部加熱元件312可以經定位以加熱圓柱形容器102中之每一者中的熔融玻璃上方的氣態空間。內部加熱元件312可以包括但不限於燃燒器、輻射加熱器(例如,鉑繞組)、或其他類型的加熱元件或系統。在一些實施例中,內部加熱系統310可以包括感應加熱系統。內部加熱系統310可以將熱提供到環形腔室,以將玻璃組成物維持於熔融狀態。
參照第8圖,在一些實施例中,設備100可以包括定位於耐火組件300上方(例如,覆蓋方塊306上方)的支撐結構320。支撐結構320可以針對複數個流量控制閥170的定位器178提供支撐。如第8圖所示且如前所述,定位器178可以包括複數個垂直定位平台179,而使流量控制閥170中之每一者能夠相對於固定圓柱形容器102平移。
參照第11圖,圖示用於生產包括複數個玻璃層的複合玻璃管件200的系統400。系統400可以包括設備100、控制系統402、及感測器410。設備100可以具有本文先前描述的任何特徵。特定言之,設備100可以包括複數個流量控制閥170與複數個定位器178,定位器178中之每一者可操作地耦接到流量控制閥170之一者,以相對於設備100的圓柱形容器102平移流量控制閥170。定位器178可以自動化。舉例而言,定位器178可以包括一或更多個定位馬達。其他自動機械、機電、氣動、液壓、或磁性定位裝置亦可以包括在定位器178中。定位器178中之每一者可以通訊耦接到控制系統402。
本文所使用的術語「通訊耦接」包括控制系統(例如,系統400)的部件之間的通訊的所有實際形式。舉例而言,這些形式的通訊可以包括有線通訊(例如,透過電纜或光纖電纜的通訊)。有線通訊亦可以包括透過集電環進行通訊,以在彼此相對旋轉的部件之間進行通訊。通訊亦可以包括無線通訊(例如,透過無線電波、光、輻射、其他無線通訊方法、或這些組合的通訊)。控制系統402可以通訊耦接到本文揭示的系統400的馬達、致動器、控制閥、感測器、燃燒器、加熱元件、或其他部件中之任一者。
感測器410可以定位於設備100的下游。感測器410可操作以量測或確定由設備生產的複合玻璃管件200的一或更多個尺寸或性質。舉例而言,感測器410可操作以量測複合玻璃管件200的總厚度、複合玻璃管件200中之一個或多於一個玻璃層的平均厚度、複合玻璃管件200的圓周厚度剖面(亦即,側線)、複合玻璃管件200的一個或多於一個玻璃層的圓周厚度剖面、複合玻璃管件200或特定玻璃層的內徑、複合玻璃管件200或特定玻璃層的外徑、或複合玻璃管件的其他尺寸。感測器410可以包括光學成像系統、雷射反射計、雷射測量儀、光學測微計、或適於量測玻璃管件的一或更多個尺寸的其他感測器。感測器410可以通訊耦接到控制系統402。
參照第11圖,控制系統402可以包括處理器404、通訊耦接到處理器404的至少一個記憶體模組406、及儲存在至少一個記憶體模組上的機器可讀取指令。控制系統402亦可以包括顯示器408及/或輸入裝置409,而可以通訊耦接到處理器404,以用於輸入及輸出來自系統400的操作者的資訊。機器可讀取指令可以使系統400在藉由處理器404執行時執行至少以下步驟:量測複合玻璃管件200的尺寸;將複合玻璃管件200的尺寸與複合玻璃管件200的目標尺寸進行比較;以及基於該比較,定位複數個流量控制閥170中之一者或多於一者,以改變複合玻璃管件200的尺寸。在一些實施例中,記憶體模組406可以包括資料庫及/或所儲存的資料,資料庫及/或所儲存的資料包括關於複合玻璃管件200的目標尺寸及/或目標性質的資訊。在一些實施例中,機器可讀取指令在藉由處理器404執行時可以使控制系統402從感測器410接收或擷取複合玻璃管件200的所量測尺寸及/或所量測性質,比較從感測器410接收或擷取的所量測尺寸及/或所量測性質與儲存在記憶體模組406上的目標尺寸或目標性質,基於所量測尺寸或所量測性質與目標尺寸或目標性質的比較來計算一或複數個控制回應,以及將控制回應發送到複數個定位器178。
參照第11圖,在一些實施例中,設備100可以包括吹管定位器414,吹管定位器414可操作地耦接到設置於設備100的最內側的圓柱形容器110中的吹管120。吹管定位器414可操作以相對於最內側的圓柱形容器110平移吹管,以控制最內側的玻璃層(亦即,第7A圖的內玻璃層212)的厚度或最內側的玻璃層的圓周厚度剖面。控制系統402可以通訊耦接到吹管定位器414。系統400可以包括儲存在記憶體模組406中的機器可讀取指令,當藉由處理器404執行時,可以使系統400量測複合玻璃管件200的最內側的玻璃層的尺寸,比較複合玻璃管件200的最內側的玻璃層的所量測尺寸與最內側的玻璃層的目標尺寸,以及基於該比較來將吹管120相對於最內側的圓柱形容器110(第1A圖)定位,以改變複合玻璃管件200的最內側的玻璃層的尺寸。目標尺寸可以儲存在記憶體模組406中。
在一些實施例中,所量測尺寸可以是最內側層的平均厚度,而儲存在一或更多個記憶體模組406中的機器可讀取指令可以在藉由處理器404執行時使系統400相對於最內側的圓柱形容器110垂直定位吹管120。為了垂直定位吹管120,系統400可以將控制訊號發送到吹管定位器414,吹管定位器414可操作地耦接到吹管120。控制訊號可以使吹管定位器414相對於最內側的圓柱形容器110在垂直、徑向、或角度尺寸上平移吹管120。
參照第11圖,在一些實施例中,吹管120可以流體耦接到包含氣體源416與氣體控制閥418的氣體系統。氣體控制閥418可操作以改變通過吹管120的氣體的流動速率。氣體控制閥418可以通訊耦接到控制系統402。儲存在記憶體模組406上的機器可讀取指令可以在藉由處理器404執行時使系統400:接收複合玻璃管件200的所量測尺寸(例如,內徑);將複合玻璃管件200的所量測尺寸與目標尺寸進行比較;以及藉由將控制訊號發送到氣體控制閥418來使氣體控制閥418打開或關閉,而改變通過吹管120的氣體的流動速率。
參照第11圖,系統400亦可以包括一或複數個熔融玻璃饋送閥420。每一熔融玻璃饋送閥420可以設置於從熔融玻璃系統424延伸到圓柱形容器102中之一者的饋送管件118中之一者中。熔融玻璃系統424可以是用於從原料成分生產熔融玻璃組成物的任何該領域已知的系統。儘管系統400在第11圖中圖示為包括單一熔融玻璃饋送閥420與單一熔融玻璃系統424,但應理解,包含具有多個圓柱形容器102的設備100的系統400可以具有複數個熔融玻璃系統424,每一者具有饋送管件118與熔融玻璃饋送閥420。在一些實施例中,熔融玻璃饋送閥420可操作地耦接到致動器422,致動器422可操作以定位熔融玻璃饋送閥420。致動器422可以通訊耦接到控制系統402。儲存在記憶體模組406上的機器可讀取指令可以在藉由處理器404執行時使系統400藉由將控制訊號發送到致動器422來改變熔融玻璃饋送閥420的位置,而改變進入圓柱形容器102中之一或更多者的熔融玻璃的流動速率。
參照第1A圖至第1C圖及第7A圖,生產包含複數個玻璃層的複合玻璃管件200的方法可以包括以下步驟:將第一熔融玻璃組成物引入設備100。設備100可以具有設備100的任何前述特徵。可以將第一熔融玻璃組成物引入最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130之間所定義的第一環形腔室(亦即,環形腔室140)。該方法可以進一步包括以下步驟:將第二熔融玻璃組成物引入第一外圓柱形容器130與第二外圓柱形容器150之間所定義的第二環形腔室(亦即,環形腔室160),或者引入最內側的圓柱形容器110所定義的內環形腔室124中。該方法包括以下步驟:使第一熔融玻璃組成物通過第一環形流動通道而到達第一外遞送環136,以產生第一環形玻璃層,使第二玻璃組成物通過第二環形流動通道而到達第二外遞送環156或最內側的的遞送環116,以產生第二環形玻璃層,以及接觸及/或合併第一環形玻璃層與第二環形玻璃層,以產生複合玻璃管件200。該方法可以進一步包括以下步驟:藉由相對於複數個圓柱形容器平移複數個流量控制閥中之至少一者來調整複合玻璃管件200、第一環形玻璃層、或第二環形玻璃層中之至少一者的平均厚度或圓周厚度剖面。
在一些實施例中,該方法可以包括以下步驟:藉由從吹管120的近端121將氣體流引入複合玻璃管件200的內部容積來確定複合玻璃管件200的內徑。在一些實施例中,第一熔融玻璃組成物的熱膨脹係數(CTE)係與第二熔融玻璃組成物不同。在一些實施例中,第一熔融玻璃組成物的楊氏模量係與第二熔融玻璃組成物的楊氏模量不同。
在一些實施例中,該方法可以包括以下步驟:將第三熔融玻璃組成物引入第二環形腔室160、第二外圓柱形容器150與第三外圓柱形容器(參見第2圖)之間所定義的第三環形腔室、或最內側的圓柱形容器110中之一者。該方法可以進一步包括以下步驟:使第三玻璃組成物通過第二環形流動通道到達第二外遞送環156,通過第三環形流動通道到達第三外遞送環,或者到達最內側的遞送環116,以產生第三環形玻璃層,並將第三環形玻璃層與第一環形玻璃層或第二環形玻璃層接觸或合併,以生產複合玻璃管件200。該方法可以進一步包括以下步驟:藉由相對於複數個圓柱形容器102(例如,第一外圓柱形容器130、第二外圓柱形容器150、或其他圓柱形容器)平移複數個流量控制閥170中之至少一者來調整第三環形玻璃層的平均厚度或圓周厚度剖面。
在一些實施例中,可以將第二熔融玻璃組成物引入最內側的圓柱形容器110,而該方法可以進一步包括以下步驟:將第三熔融玻璃組成物引入第二環形腔室160,使第三玻璃組成物穿過第二環形流動通道162到達第二外遞送環156,以生產第三環形玻璃層,以及使第三環形玻璃層與第一環形玻璃層接觸或合併,以生產複合玻璃管件200,其中第一環形玻璃層可以設置於第二環形玻璃層與第三環形玻璃層之間。第一環形玻璃層的CTE可以不同於第二環形玻璃層的CTE與第三環形玻璃層的CTE。在一些實施例中,該方法可以包括以下步驟:藉由使吹管120相對於最內側的圓柱形容器110在徑向方向、角度方向、或二者上平移來調整第二熔融玻璃組成物的圓周分佈。該方法可以進一步包括以下步驟:藉由使吹管120相對於最內側的圓柱形容器110垂直平移來調整第二熔融玻璃組成物的厚度。在一些實施例中,最內側的圓柱形容器110可以包括內流量控制閥190,內流量控制閥190可以相對於最內側的圓柱形容器110平移,而該方法可以包括以下步驟:藉由將內流量控制閥190相對於最內側的圓柱形容器110平移來調整第二環形玻璃層的厚度。
設備100及/或系統400(第11圖)可以用於藉由針對玻璃層中之每一者選擇不同的玻璃組成物來生產強化複合玻璃管件200。在一些實施例中,複合玻璃管件200可以包括至少一個中間玻璃層(例如,第7A圖的中間玻璃層214)、內玻璃層(例如,第7A圖的內玻璃層212)、及外玻璃層(例如,第7A圖的外玻璃層216)。內玻璃層及外玻璃層可以由具有與中間玻璃層不同的性質(例如,熱膨脹係數(CTE)、楊氏模量、或其他性質)的玻璃組成物製成。舉例而言,內玻璃層及外玻璃層可以由具有與中間玻璃層的CTE不同的CTE的玻璃組成物製成。隨著熔融玻璃組成物冷卻固化成複合玻璃管件200,中間玻璃層的玻璃與內及外玻璃層的玻璃之間的CTE的差異可能在內及外玻璃層中產生壓縮應力,而在中間玻璃層中產生張力或拉伸應力。複合玻璃管件200係藉由將壓縮應力引入內及外玻璃層而強化。在玻璃中的封裝缺陷經歷足夠的張力傳播之前,必須先克服這些壓縮應力。設備100可以控制內玻璃層、外玻璃層、或中間玻璃層中之一或更多者的厚度,以控制內玻璃層及外玻璃層中產生的壓縮應力的大小。因此,舉例而言,設備100能夠強化玻璃管件,而不需要二次回火處理(例如,離子交換或熱回火)。
在一些實施例中,設備100及/或系統400可以更好地控制由有色玻璃(例如,琥珀色玻璃)製成的單一玻璃或複合玻璃管件的橫截面形狀及厚度。有色玻璃(特定為琥珀色玻璃)具有在某些應用中可能需要的光學性質(例如,針對紫外光或其他波長的光敏感的藥物組成物的藥物包裝)。通常難以將能量轉移進入並通過熔融狀態的這些有色玻璃組成物。因此,設置於設備100內的加熱系統及加熱元件可能不足以維持圓柱形容器102中的有色玻璃組成物的均勻溫度。因此,有色的熔融玻璃組成物可能在圓柱形容器102中經歷溫度變化,而可能導致由這些有色玻璃組成物製成的玻璃管件中的橢圓形或長形橫截面。
在習知玻璃管件處理中,此溫度梯度效應可以藉由使用橢圓形或長形的遞送環或是使用橢圓形或長形的圓柱形容器來補償。然而,安裝橢圓形或長形的圓柱形容器及遞送環可能使設備無法用於其他玻璃組成物。包括在生產處理期間用於控制熔融玻璃的圓周分佈的複數個流量控制閥170的設備100可以允許設備100及/或系統400補償圓柱形容器102內的溫度差異,而不需要依靠安裝橢圓形或長形的圓柱形容器102或遞送環。因此,設備100可以將透明玻璃管件的生產改變成有色玻璃管件以及改變回來,而不需要更換設備100的任何部件。
藉由本文所述的設備100、系統400、及方法生產的複合玻璃管件200可以成形為玻璃製品(例如,瓶子、玻璃容器等)。如前所述,設備100、系統400、及方法可以用於藉由結合具有不同性質的玻璃層來生產實體強化的複合玻璃管件200。設備100、系統400、及方法亦可以藉由針對玻璃層中之每一者使用不同的玻璃組成物來改善複合玻璃管件200的化學耐久性。因此,由於強度及化學耐久性的增加,使用本文揭示的設備100、系統400、或方法製造的複合玻璃管件200可以特別適用於形成用於容納藥物組成物(例如,液體、粉末、及類似者)的藥物包裝。舉例而言,藉由本文描述的設備100、系統400、及/或方法製造的複合玻璃管件200可以用於形成小玻璃瓶、安瓿、藥筒、注射器主體、及/或用於儲存藥物組成物的任何其他玻璃容器。
本揭示可以體現於硬體及/或軟體(包括韌體、常駐軟體、微代碼等)。如本說明書先前所描述,系統400(第11圖)或控制系統402可以包括至少一個處理器404與電腦可讀取媒體(亦即,記憶體模組406)。電腦可使用或電腦可讀取媒體或記憶體模組可以是能夠包含、儲存、通訊、傳播、或傳輸程式以供指令執行系統、設備、或裝置使用或與其結合使用的任何媒體。
電腦可使用或電腦可讀取媒體或記憶體模組可以是例如但不限於電、磁、光、電磁、紅外、或半導體系統、設備、裝置、或傳播媒體。電腦可讀取媒體的更具體實例(非詳盡列表)將包括以下內容:具有一或更多條接線的電連接、可攜式電腦磁碟、隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、可移除可程式化唯讀記憶體(EPROM或快閃記憶體)、光纖、及可攜式壓縮光碟唯讀記憶體(CD-ROM)。應注意,因為程式可以經由例如紙張或其他媒體的光學掃描以電子方式捕捉,然後若需要,則以合適的方式編譯、解釋、或另外處理,然後儲存在電腦記憶體中,所以電腦可使用或電腦可讀取媒體甚至可以是紙張或其上列印程式的另一合適的媒體。
用於執行本揭示的操作的電腦程式代碼可以利用高階程式語言(例如,C或C++)來編寫,以便於開發。此外,用於執行本揭示的操作的電腦程式代碼亦可以利用其他程式語言(例如但不限於解釋語言)編寫。一些模組或常式可以利用組合語言或甚至微代碼編寫,以增強效能及/或記憶體使用。然而,本揭示的軟體實施例並不取決於使用特定程式語言的實施方案。應進一步理解,亦可以使用分離硬體部件、一或更多個特殊應用積體電路(ASIC)、或程式化數位訊號處理器或微控制器來實現任何或所有程式模組的功能。
實例
下列實例係說明所揭示的設備100的設計及操作,以用於連續生產包括複數個玻璃層的複合玻璃管件。使用可從COMSOL取得的商業可取得的流體動力學模型軟體開發並建模下列的預示性實例。
實例 1
在實例1中,呈現通過最內側的圓柱形容器與第一外圓柱形容器之間所定義的環形空間的熔融玻璃的三維(3D)流動模型。參照第1A圖及第12圖,實例1的流動模型係基於設備100,設備100包括最內側的圓柱形容器110(第1A圖)與第一外圓柱形容器130(第1A圖)。最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130具有圓形的橫截面,並在其間定義環形腔室140、流動控制區域144、及環形流動通道142。如第12圖所示,流動控制區域144與環形流動通道142係藉由四個流動角板184分成四個大小相等的角形扇區184。流動角板182覆蓋垂直距離H (亦即,第12圖的座標軸的+/-Z方向上所量測的距離),並且分離對應於流量控制閥170中之每一者的角形扇區184。流動角板182從流動控制區域144向下游延伸,通過環形流動通道142,朝向遞送環116、136(第1A圖)的遠端,而有助於維持藉由流量控制閥170取得的圓周流動分佈。模型包括定位於流動控制區域144中的流量控制閥170(特定為流量控制閥170的控制元件)。模型代表最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130的總圓周的一半,並包括流動角板182所定義的四個大小相等的角形扇區184的三個角形扇區184的部分(第12圖中表示為扇區AB 、及C )。此簡化模型在0°及90°的平面處假設為對稱,並且足以說明與設備100的操作相關聯的一些重要的三維流動影響。
第12圖至第14圖圖示實例1的3D流動模型的結果,其中流量控制閥170係用於淨流動速率與圓周流動分佈的調整。在實例1中,相對於角形扇區B 中的流量控制閥170,角形扇區AC 中的流量控制閥170的z軸位置較低。因此,相較於角形扇區AC 中的流量控制閥170的位置,角形扇區B 中的流量控制閥170係在對應於較大的玻璃通過角形扇區B 的質量流動速率的位置中。第12圖圖示環形腔室140、流動控制區域144、及環形流動通道142中的熔融玻璃的流體壓力分佈。對於第12圖的灰階而言,較深的灰色陰影表示較小的壓力區域,較淺的灰色陰影表示較大的壓力區域,而壓力從深灰色至淺灰色增加。第13圖圖示環形腔室140、流動控制區域144、及環形流動通道142中的熔融玻璃的流體速度分佈。在第13圖中,較深的灰色陰影表示熔融玻璃的較低速度的區域,較淺的陰影表示熔融玻璃的較大速度的區域,而熔融玻璃的速度從較深的陰影到較淺的陰影增加。第14圖圖示相對於熔融玻璃的平均流動速率的熔融玻璃的流動速率的百分比偏差與角度的函數。如第12圖至第14圖所示,隨著對玻璃流動的阻抗增加,而有利於通過扇區B 的玻璃流動。
參照第12圖,扇區B 中的流體壓力不同於流量控制閥170的下游區域中的扇區AC 的流體壓力。角形扇區B 中的壓力係大於扇區AC 中的壓力,這表示通過角形扇區B 的熔融玻璃的流動速率較大。角形扇區B 與角形扇區AC 之間的壓力差異係沿著流動角板182的長度而保持。流動角板182在距離遞送環的遠端的距離D 處終止。如圖所示,藉由流動角板182下游的角形扇區B 與角形扇區AC 之間的壓力的標準化,在流動角板182的一端處,來自每一角形扇區的玻璃合併成單一流體。
第13圖圖示通過流動控制區域144及環形流動通道142中的角形扇區AB 、及C 的熔融玻璃的平均速度。第13圖圖示比扇區AC 中的熔融玻璃的速度更大的流動角板182的一端處的角形扇區B 中的熔融玻璃的速度。這與角形扇區B 中的熔融玻璃具有比扇區AC 更大的壓力一致。第14圖圖示熔融玻璃的相對質量流動速率與通過建模區域的角度的函數。元件符號1301表示建模區域中的流動角板的角度位置。如第14圖所示,熔融玻璃的相對流動速率在角形扇區B 的中間角度處達到最大值1302,並隨著位置朝向角形扇區AC 中之每一者移動而減小。這表示將針對角形扇區AC 的流量控制閥170相對於角形扇區B 中的流量控制閥170的位置垂直向下(亦即,-Z方向)定位成更靠近流動控制區域144中的圓柱形容器的側壁而產生通過角形扇區B 的熔融玻璃比扇區AC 更優先的流動。
第15圖及第16圖圖示實例1的流動模型的遞送區域中的熔融玻璃的壓力與流動速度。第15圖及第16圖中的遞送區域表示最內側的遞送環116與第一外遞送環136之間的區域以及從環形流動通道142的一端到最內側的遞送環116的遠端之間的區域。對於第15圖的灰階而言,較深的灰色陰影表示較小的壓力區域,較淺的灰色陰影表示較大的壓力區域,而壓力從深灰色至淺灰色增加。對於第16圖的灰階而言,較深的灰色陰影表示熔融玻璃的較低流動速度的區域,較淺的灰色陰影表示熔融玻璃的較大流動速度的區域,而熔融玻璃的流動速度從深灰色的陰影到淺灰色的陰影增加。如第15圖及第16圖所示,來自角形扇區AB 、及C 的熔融玻璃的流動在流動角板182的一端處匯合成單一玻璃流體。角形扇區B 與扇區AC 之間的壓力差異在流動角板182的一端的下游消失(亦即,在第15圖及第16圖的座標軸的-Z方向上),而扇區AB 、及C 中的一些流動重新分佈隨後可能出現。可以控制從流動角板182的一端到最內側的遞送環116的遠端117的距離D 、以及角板厚度及端部剖面,以控制熔融玻璃在扇區之間的重新分佈,並影響流動角板182對於流動分佈的局部影響。對於設備的給定幾何形狀而言,流動角板的位置和對於流動分佈的影響可以獨立於熔融玻璃的流動速率及黏度。
實例 2
在實例2中,呈現通過最內側的圓柱形容器與第一外圓柱形容器之間所定義的環形空間的熔融玻璃的三維(3D)流動模型。對於實例2而言,使用與實例1所描述的設備100相同的參數,不同之處在於最內側的圓柱形容器110的上部部分1701與第一外圓柱形容器130的橫截面均為多邊形。具體而言,最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130的橫截面係為八邊形。流動角板182係定位於八邊形上部部分1701的8個頂點1702中之每一者附近。流量控制閥170在每對流動角板182之間延伸,並且為直的而非弧形。模型代表最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130的總圓周的四分之一,並包括流動角板182所定義的8個大小相等的角形扇區184中的三個角形扇區184(第12圖中表示為扇區AB 、及C )。此簡化模型在0°及90°的平面處假設為對稱,並且足以說明與設備100的操作相關聯的一些重要的三維流動影響。實例2展示流量控制閥170的形狀不必是弧形,以有效控制通過角形扇區的熔融玻璃的流動速率。
第17圖及第18圖圖示實例2的3D流動模型的結果。與實例1相同,相對於角形扇區B 中的流量控制閥170,角形扇區AC 中的流量控制閥170的z軸位置較低。第17圖圖示環形腔室140、流動控制區域144、及環形流動通道142中的熔融玻璃的流體壓力的分佈。第18圖圖示環形腔室140、流動控制區域144、及環形流動通道142中的熔融玻璃的流體速度分佈。對於第17圖的灰階而言,較深的灰色陰影表示較小的壓力區域,較淺的灰色陰影表示較大的壓力區域,而壓力從深灰色至淺灰色增加。對於第18圖的灰階而言,較深的灰色陰影表示熔融玻璃的較低流動速度的區域,較淺的灰色陰影表示熔融玻璃的較大流動速度的區域,而熔融玻璃的流動速度從深灰色的陰影到淺灰色的陰影增加。如第17圖至第18圖所示,相較於通過扇區AC 的環形流動通道的熔融玻璃的流動速率,如藉由扇區B 的環形流動通道142的熔融玻璃的增加的流動速率表明,當藉由增加第17圖中的扇區AC 中的流動控制區域144的壓力來增加所示扇區AC 中的對於玻璃流動的阻抗時,對於通過扇區B 的玻璃流動有利。
實例 3
在實例3中,使用控制通過流動控制區域144的材料的總流動速率的油模型設備來評估包括複數個圓柱形容器與流量控制閥的設備的效能及操作。第19圖圖示用於模擬流量控制閥的操作的實驗設備600。實驗設備600包括二個圓柱形容器(最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130)。最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130具有圓形的橫截面,並在其間定義環形腔室140、流動控制區域144、及環形流動通道142。流動控制區域144與環形流動通道142係藉由4個流動角板182分成4個大小相等的角形扇區184,而角形扇區184中之每一者包括流量控制閥170。可以利用一或二種油流體來操作實驗設備600。最內側的圓柱形容器110的配置係類似於第7B圖所示及先前與其結合描述之配置。
實驗設備600係用於驗證具有流量控制閥170的多圓柱形容器設備,以用於使用流量控制閥來修改淨流動速率。在第一次運行中,四個流量控制閥170係定位於最小操作位置上方0.5英吋的第一Z位置處。將油材料引入最內側的圓柱形容器110與第一外圓柱形容器130之間所定義的環形腔室140,並量測從外遞送環136排出的流動油的自由表面的速度。沒有油材料被引入最內側的圓柱形容器110。在第二次運行中,四個流量控制閥170係定位於最小操作位置上方2英吋的第二Z位置處。將油材料再次引入環形腔室140,並量測從外遞送環136排出的流動油的自由表面的速度。
參照第20圖,圖示外遞送環處的油流動的速度(y軸)與外遞送環的以度為單位的角度位置(x軸)的函數。在0.5英吋1901的Z位置處,外遞送環136處的油流動的速度係圍繞外遞送環的圓周相對恆定。當流量控制閥的Z位置增加到2英吋1902時,外遞送環136處的流動油的自由表面的平均速度增加約0.01英吋/秒。因此,改變流量控制閥的Z位置來改變通過設備的材料的平均流動速度,而藉此改變平均流動速率。
實例 4
在實例4中,使用用於控制來自設備的材料的流動的圓周分佈的第19圖的油模型設備來評估包括複數個圓柱形容器與流量控制閥的設備的效能及操作。用於模擬流量控制閥的操作的實驗設備600係圖示於第19圖,且先前描述於實例3中。在實例4的第一次運行中,第一流量控制閥係定位於距離流量控制閥的最小操作位置0.5英吋處,而第二、第三、及第四控制閥係定位於距離流量控制閥的最小操作位置2英吋處。將油材料引入環形腔室140,並量測從外遞送環136排出的流動油的自由表面的速度。在實例4的第二次運行中,第一流量控制閥係定位於距離最小操作位置1.2英吋處,而第二、第三、及第四流量控制閥係再次定位於距離最小操作位置2英吋處。將油材料再次引入環形腔室140,並量測從外遞送環136排出的流動油的自由表面的速度。
參照第21圖,圖示外遞送環處的流動油的自由表面的速度(y軸)與外遞送環的以度為單位的角度位置(x軸)的函數。在第21圖中,第一流量控制閥的中心係對應於x軸上的零度。第二、第三、及第四流量控制閥的中心線分別出現於等於90度、180度、及240度的x位置處。對於第一次運行2001而言,外遞送環136處的油流動的速度係從第一流量控制閥在x=0度處的位置增加到對應於第三流量控制閥的區域的x=150度處的最大流動速度。這說明藉由將第一流量控制閥定位成偏離其他流量控制閥而造成的材料的流動的圓周分佈。當第一流量控制閥的Z位置在第二次運行2002中增加到1.2英吋時,外遞送環136處的流動速度再次從x=0增加到x=150。然而,由於第二次運行2002中的第一流量控制閥與其他流量控制閥的位置之間的差異小於第一次運行2001,因此在第二次運行2002中的x等於約25度處的最小流動速度係大於第一次運行2001的最小流動速度。參照第22A圖至第22E圖,從外遞送環136的遠端137流動的油材料的一系列照片進一步說明將第一流量控制閥定位成比第二至第四流量控制閥更靠近最小位置所導致的流動速率的差異。如第22A圖至第22E圖所示,油材料的彎液面形狀(暗區域)表示與第一流量控制閥對應的第22A圖至第22E圖的左手側的油材料的流動小於與第二至第四流量控制閥所產生的較大流動區域對應的第22A圖至第22E圖的右手側的油材料的流動。這展示流量控制閥可以控制來自設備100的圓柱形容器102的材料的流動速率(側線)的圓周分佈。
儘管本文已描述設備100的各種實施例與使用設備100連續生產包括複數個玻璃層的複合玻璃管件200的方法,但應理解,可預期這些實施例與技術中之每一者可以單獨使用或與一或更多個實施例與技術結合使用。
該領域具有通常知識者將理解,在不悖離所主張標的之精神及範疇的情況下可對本文所述之實施例作出各種修改及變化。因此,說明書意欲涵蓋本文所述之各種實施例之修改及變化,而該等修改及變化係在隨附申請專利範圍及其均等物之範疇內。
100‧‧‧設備
102‧‧‧圓柱形容器
104‧‧‧圓柱形側壁
106‧‧‧底部壁
110‧‧‧最內側的圓柱形容器
112‧‧‧側壁
113‧‧‧底部壁
114‧‧‧內表面
115‧‧‧外表面
116‧‧‧最內側的遞送環
117‧‧‧遠端
118‧‧‧饋送管件
120‧‧‧吹管
121‧‧‧近端
122‧‧‧鐘形頭部
124‧‧‧內環形腔室
126‧‧‧環形流動通道
128‧‧‧流動控制區域
129‧‧‧中心開口
130‧‧‧第一外圓柱形容器
132‧‧‧側壁
133‧‧‧底部壁
134‧‧‧內表面
135‧‧‧外表面
136‧‧‧第一外遞送環
137‧‧‧遠端
140‧‧‧環形腔室
142‧‧‧環形流動通道
144‧‧‧流動控制區域
150‧‧‧第二外圓柱形容器
152‧‧‧側壁
153‧‧‧底部壁
154‧‧‧內表面
156‧‧‧第二外遞送環
157‧‧‧遠端
160‧‧‧第二環形腔室
162‧‧‧第二環形流動通道
164‧‧‧流動控制區域
170‧‧‧流量控制閥
172‧‧‧控制元件
173‧‧‧中點
174‧‧‧軸件
176‧‧‧控制表面
178‧‧‧定位器
179‧‧‧線性定位平台
180‧‧‧支柱
182‧‧‧流動角板
183‧‧‧末端
184‧‧‧角形扇區
188‧‧‧垂直雙箭頭
189‧‧‧水平定向雙箭頭
190‧‧‧內流量控制閥
192‧‧‧控制元件
194‧‧‧軸件
196‧‧‧控制表面
198‧‧‧垂直定向雙箭頭
200‧‧‧複合玻璃管件
202‧‧‧熔融玻璃組成物
204‧‧‧熔融玻璃組成物
206‧‧‧熔融玻璃組成物
212‧‧‧內玻璃層
214‧‧‧中間玻璃層
216‧‧‧外玻璃層
300‧‧‧耐火組件
302‧‧‧絕緣層
303‧‧‧孔口
304‧‧‧加熱元件
306‧‧‧覆蓋方塊
310‧‧‧內部加熱系統
312‧‧‧內部加熱元件
320‧‧‧支撐結構
400‧‧‧系統
402‧‧‧控制系統
404‧‧‧處理器
406‧‧‧記憶體模組
408‧‧‧顯示器
409‧‧‧輸入裝置
410‧‧‧感測器
414‧‧‧吹管定位器
416‧‧‧氣體源
418‧‧‧氣體控制閥
420‧‧‧熔融玻璃饋送閥
422‧‧‧致動器
424‧‧‧熔融玻璃系統
1301‧‧‧元件符號
1302‧‧‧最大值
1701‧‧‧上部部分
1702‧‧‧頂點
1901‧‧‧Z位置
1902‧‧‧Z位置
2001‧‧‧第一次運行
2002‧‧‧第二次運行
第1A圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產具有一或複數個玻璃層的玻璃管件的設備的橫截面透視圖;
第1B圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第1A圖的設備的頂視圖;
第1C圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第1A圖的設備的橫截面側視圖;
第2圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產具有複數個玻璃層的複合玻璃管件的設備的另一實施例的橫截面側視圖;
第3A圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第1A圖的設備的流量控制閥的透視圖;
第3B圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第3A圖的流量控制閥的橫截面側視圖;
第3C圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第3A圖的流量控制閥的頂視圖;
第4A圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第3A圖的流量控制閥的橫截面側視圖,流量控制閥係定位於距離第1A圖的設備的二個圓柱形容器一距離處,而導致低玻璃流動速率;
第4B圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第3A圖的流量控制閥的橫截面側視圖,流量控制閥係定位於距離第1A圖的設備的二個圓柱形容器一中等距離處,而導致中等玻璃流動速率;
第4C圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第3A圖的流量控制閥的橫截面側視圖,流量控制閥係定位於距離第1A圖的設備的二個圓柱形容器一距離處,而導致相對於第4B圖的增加的玻璃流動速率;
第5A圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產玻璃管件的設備的另一實施例的橫截面側視圖,該設備具有相對於設備的二個圓柱形容器定位的流量控制閥,以產生大的玻璃流動速率;
第5B圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第5A圖的設備的橫截面側視圖,其中流量控制閥係相對於設備的二個圓柱形容器定位,以產生相較於第5A圖更小的玻璃流動速率;
第5C圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第5A圖的設備的橫截面側視圖,其中流量控制閥係相對於設備的二個圓柱形容器定位,以產生相較於第5B圖更小的玻璃流動速率;
第6A圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產複合玻璃管件的設備的另一實施例的頂視圖,該設備包括二個流量控制閥;
第6B圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產複合玻璃管件的設備的另一實施例的頂視圖,該設備包括三個流量控制閥;
第6C圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產複合玻璃管件的設備的另一實施例的頂視圖,該設備包括六個流量控制閥;
第6D圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產複合玻璃管件的設備的另一實施例的頂視圖,該設備具有八個流量控制閥;
第7A圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第1A圖的設備的底部部分的橫截面側視圖;
第7B圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產具有複數層的複合玻璃管件的設備的另一實施例的橫截面側視圖;
第7C圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產具有複數層的複合玻璃管件的設備的另一實施例的橫截面側視圖;
第7D圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產具有複數層的複合玻璃管件的設備的另一實施例的橫截面側視圖;
第8圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產具有複數個玻璃層的複合玻璃管件的設備的又一實施例的橫截面透視圖;
第9A圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的使用基於第1A圖的設備的幾何形狀的流動模型而確定的通過設備的一部分的熔融玻璃的速度分佈;
第9B圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的使用基於第1A圖的設備的幾何形狀的流動模型而確定的通過設備的一部分的熔融玻璃的壓力分佈;
第10圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第9A圖及第9B圖的流動模型的熔融玻璃的流動速率(y軸)與來自最小操作開口的控制元件z位置(x軸)的函數;
第11圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於生產具有複數個玻璃層的複合玻璃管件的系統,該系統包括第1A圖的設備;
第12圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的針對通過第1A圖的設備的一部分的熔融玻璃的流動而設計的流動模型的三維壓力分佈;
第13圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的針對通過第1A圖的設備的一部分的熔融玻璃的流動而設計的流動模型的三維速度分佈;
第14圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的熔融玻璃的相對質量流動速率(y軸)與玻璃流動的角位置的函數;
第15圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第12圖的流動模型的流動遞送區域的三維壓力分佈;
第16圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的第13圖的流動模型的流動遞送區域的三維速度分佈;
第17圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的基於通過設備的熔融玻璃的流動的流動模型的三維壓力分佈,該設備包括具有多邊形橫截面形狀的圓柱形容器;
第18圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的基於通過設備的熔融玻璃的流動的流動模型的三維速度分佈,該設備包括具有多邊形橫截面形狀的圓柱形容器;
第19圖示意性圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的用於評估流量控制閥的操作的實驗設備的橫截面透視圖;
第20圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的針對第19圖的設備的流量控制閥的二個不同位置的流體速度(y軸)與流體流動的角位置(x軸)的函數,其中在每一位置處,所有的流量控制閥係定位於相同距離處;
第21圖圖解地圖示根據本文所示及所述的一或更多個實施例的針對第19圖的設備的配置的流體速度(y軸)與流體流動的角位置(x軸)的函數,其中流量控制閥中之一者係相較於其他流量控制閥而定位於不同垂直位置處,以產生側線;
第22A圖係為根據本文所示及所述的一或更多個實施例的在四個流量控制閥中之一者的位置改變以產生側線時的來自第19圖的設備的遞送環的油的流動在等於零秒的時間處的攝影圖像;
第22B圖係為根據本文所示及所述的一或更多個實施例的在四個流量控制閥中之一者的位置改變以產生側線之後的來自第19圖的設備的遞送環的油的流動在等於11秒的時間處的攝影圖像;
第22C圖係為根據本文所示及所述的一或更多個實施例的在四個流量控制閥中之一者的位置改變以產生側線之後的來自第19圖的設備的遞送環的油的流動在等於20秒的時間處的攝影圖像;
第22D圖係為根據本文所示及所述的一或更多個實施例的在四個流量控制閥中之一者的位置改變以產生側線之後的來自第19圖的設備的遞送環的油的流動在等於30秒的時間處的攝影圖像;以及
第22E圖係為根據本文所示及所述的一或更多個實施例的在四個流量控制閥中之一者的位置改變以產生側線之後的來自第19圖的設備的遞送環的油的流動在等於39秒的時間處的攝影圖像。
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國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)

Claims (43)

  1. 一種用於生產玻璃管件的設備,該設備包含: 一內圓柱形容器,包括從該內圓柱形容器的一底部延伸的一內遞送環,該內遞送環係定義該內圓柱形容器的該底部中的一中心開口; 一外圓柱形容器,同心地佈置成圍繞該內圓柱形容器,該外圓柱形容器包含一側壁以及從該側壁徑向向內延伸到一外遞送環的一底部壁,該外遞送環係從該底部壁向下延伸,該外遞送環係定義該外圓柱形容器的該底部壁中的一中心開口,其中該外圓柱形容器係與該內圓柱形容器間隔開,以定義一環形腔室、該環形腔室下游的一流動控制區域、及從該流動控制區域延伸到該外遞送環的一環形流動通道; 至少一個流量控制閥,設置於該環形腔室內,並且可以相對於該外圓柱形容器平移,其中該至少一個流量控制閥的平移可操作地改變通過該流動控制區域的一熔融玻璃組成物的流動的一阻抗;以及 一吹管,設置於該內圓柱形容器內,並且可操作地在該內遞送環附近遞送一氣體流。
  2. 如請求項1所述之設備,其中該至少一個流量控制閥包含定位於該流動控制區域附近的一控制元件以及耦接到該控制元件且向上延伸通過該環形腔室的一軸件。
  3. 如請求項2所述之設備,其中該控制元件包含一外表面,該外表面的一形狀係與該流動控制區域中的該內圓柱形容器或該外圓柱形容器的該等側壁或該等底部壁中之一或二者的一形狀互補。
  4. 如請求項1所述之設備,其中該至少一個流量控制閥可以相對於該等複數個圓柱形容器手動平移。
  5. 如請求項1所述之設備,進一步包含耦接到該流量控制閥的一軸件的一致動器,其中該致動器可操作以相對於該外圓柱形容器、該內圓柱形容器、或二者而將該至少一個流量控制閥平移。
  6. 如請求項1所述之設備,進一步包含設置於該環形流動通道內的複數個流動角板,該等複數個流動角板中之每一者係延伸於該內圓柱形容器與該外圓柱形容器之間,並從該流動控制區域延伸到該內遞送環。
  7. 如請求項6所述之設備,其中該等複數個流動角板係將該流動控制區域、該環形流動通道、或二者分成複數個扇區,而該設備包含複數個流量控制閥,該等流量控制閥中之每一者係定位於該等複數個扇區中之一者中。
  8. 如請求項1所述之設備,其中從該內圓柱形容器的該底部到該外遞送環的一遠端的一軸向距離係大於從該內圓柱形容器的該底部到該內遞送環的一遠端的一軸向距離。
  9. 如請求項1所述之設備,其中從該內圓柱形容器的該底部到該外遞送環的一遠端的一軸向距離係小於從該內圓柱形容器的該底部到該內遞送環的一遠端的一軸向距離。
  10. 如請求項1所述之設備,其中: 該吹管包含設置於該內圓柱形容器內的一頭部; 該吹管可以相對於該內圓柱形容器平移;以及 該吹管相對於該內圓柱形容器的平移可操作以修改從該內圓柱形容器到該內遞送環的熔融玻璃的流動的一阻抗。
  11. 如請求項10所述之設備,其中該吹管可以相對於該內圓柱形容器而垂直平移、水平平移、或二者。
  12. 如請求項1所述之設備,其中該吹管包含一頭部,而該吹管延伸通過該內遞送環,而使得該吹管的該頭部垂直定位於該內遞送環下方。
  13. 如請求項12所述之設備,其中該吹管可以相對於該內遞送環平移,其中該吹管的平移可操作以修改該吹管的該頭部與該內遞送環的一遠端之間的熔融玻璃的流動的一阻抗。
  14. 如請求項1所述之設備,其中: 該吹管延伸通過該內圓柱形容器的該內遞送環; 該設備進一步包含至少一個內流量控制閥,該至少一個內流量控制閥係設置於該內圓柱形容器內,並且可以相對於該內圓柱形容器平移;以及 其中該內流量控制閥相對於該內圓柱形容器的平移係改變從該內圓柱形容器到該內遞送環的熔融玻璃的流動的一阻抗。
  15. 如請求項14所述之設備,其中該內流量控制閥可以相對於該吹管而垂直平移。
  16. 如請求項14所述之設備,其中該內流量控制閥可以相對於該內圓柱形容器而與該吹管水平平移。
  17. 如請求項1所述之設備,包含: 複數個外圓柱形容器,該等複數個外圓柱形容器具有增加的內尺寸,且同心地佈置於環繞該內圓柱形容器的固定位置,每一外圓柱形容器具有一側壁、一底部壁、及一外遞送環,該底部壁從該側壁徑向向內延伸,該外遞送環從該底部壁向下延伸,其中每對相鄰的外圓柱形容器係定義一環形腔室、一流動控制區域、及一環形流動通道;以及 複數個流量控制閥,其中該等複數個流量控制閥中之至少一者係定位於相鄰對的外圓柱形容器之間定義的每一環形腔室中。
  18. 如請求項17所述之設備,其中每一外遞送環的一外尺寸係針對從該內遞送環向外定位的該等外圓柱形容器的每一連續者而增加。
  19. 如請求項17所述之設備,其中從該內圓柱形容器的該底部到每一連續遞送環的該遠端的一軸向距離係針對從該內圓柱形容器到一最外側的圓柱形容器的每一連續遞送環而增加。
  20. 如請求項17所述之設備,其中從該內圓柱形容器的該底部到每一連續遞送環的該遠端的一軸向距離係針對從該內圓柱形容器到一最外側的圓柱形容器的每一連續遞送環而減少。
  21. 一種用於生產玻璃管件的設備,該設備包含: 至少一個圓柱形容器,具有一側壁以及從該側壁徑向向內延伸到一遞送環的一底部壁,該遞送環係從該底部壁向下延伸,該遞送環係定義該圓柱形容器的該底部壁中的一中心開口; 一吹管,設置於該至少一個圓柱形容器內,並且可操作地在該遞送環附近遞送一氣體流;以及 至少一個流量控制閥,定位於該圓柱形容器與該吹管之間所定義且可以相對於該圓柱形容器平移的一流動控制區域中,其中該至少一個流量控制閥的平移可操作地改變通過該流動控制區域的一熔融玻璃組成物的流動的一阻抗。
  22. 如請求項21所述之設備,其中該至少一個流量控制閥可以相對於該吹管而垂直平移。
  23. 如請求項21所述之設備,其中該至少一個流量控制閥可以相對於該圓柱形容器而與該吹管水平平移。
  24. 如請求項21所述之設備,進一步包含: 一外圓柱形容器,同心地佈置成圍繞該至少一個圓柱形容器,並與該至少一個圓柱形容器間隔開,以在其間定義一環形腔室,該外圓柱形容器包含一側壁以及從該側壁徑向向內延伸到一外遞送環的一底部壁,該外遞送環從該底部壁向下延伸,該外遞送環係定義該外圓柱形容器的該底部壁中的一中心開口,其中該外圓柱形容器的該底部壁、該側壁、或二者係與該至少一個圓柱形容器間隔開,以定義一流動控制區域以及一環形流動通道,該環形流動通道延伸於該外圓柱形容器與該至少一個圓柱形容器之間,並從該流動控制區域延伸到該外遞送環;以及 至少一個外流量控制閥,設置於該環形腔室內,並且可以相對於該外圓柱形容器、該至少一個圓柱形容器、或二者而平移,其中該至少一個流量控制閥的平移可操作以改變通過該流動控制區域的一熔融玻璃組成物的流動的一阻抗。
  25. 一種用於生產玻璃管件的系統,該系統包含: 一設備,包含: 一內圓柱形容器,包括從該內圓柱形容器的一底部延伸的一內遞送環,該內遞送環係定義該內圓柱形容器的該底部中的一中心開口; 一外圓柱形容器,同心地佈置成圍繞該內圓柱形容器,並與該內圓柱形容器間隔開,以在其間定義一環形腔室,該外圓柱形容器包含一側壁以及從該側壁徑向向內延伸到一外遞送環的一底部壁,該外遞送環從該底部壁向下延伸,該外遞送環係定義該外圓柱形容器的該底部壁中的一中心開口,其中該外圓柱形容器的該底部壁、該側壁、或二者係與該內圓柱形容器間隔開,以定義一流動控制區域以及一環形流動通道,該環形流動通道延伸於該外圓柱形容器與該內圓柱形容器之間,並從該流動控制區域延伸到該外遞送環; 至少一個流量控制閥,設置於該環形腔室中; 至少一個定位器,可操作地耦接到該至少一個流量控制閥,並且可操作地相對於該外圓柱形容器、該內圓柱形容器、或二者而平移該至少一個流量控制閥,其中藉由該定位器的該至少一個流量控制閥的平移可操作地改變通過該流動控制區域的一熔融玻璃組成物的流動的一阻抗;以及 一吹管,設置於該內圓柱形容器內,並且可操作地在該內遞送環附近遞送一氣體流; 一感測器,設置於該設備下游,該感測器可操作以量測藉由該設備生產的該玻璃管件的至少一個尺寸;以及 一控制系統,通訊耦接到該至少一個定位器及該感測器,該控制系統包含一處理器以及通訊耦接到該處理器的一或更多個記憶體模組。
  26. 如請求項25所述之系統,進一步包含儲存在該一或更多個記憶體模組中的機器可讀取指令,而可以在藉由該處理器執行時使該系統至少執行以下操作: 量測該玻璃管件的一尺寸; 將該玻璃管件的該尺寸與該玻璃管件的一目標尺寸進行比較;以及 將一控制訊號發送到該至少一個定位器,以基於該玻璃管件的該尺寸與該目標尺寸的該比較來改變該至少一個流量控制閥的一位置,其中該至少一個流量控制閥的該位置的改變係導致該玻璃管件的該尺寸的一改變。
  27. 如請求項25所述之系統,其中該感測器可操作以量測該玻璃管件的該總平均厚度、該玻璃管件的一個或多於一個玻璃層的一平均厚度、該玻璃管件的一圓周厚度剖面、該玻璃管件的一個或多於一個玻璃層的一圓周厚度剖面、該玻璃管件的一外徑、該玻璃管件的一內徑、或這些組合中之至少一者。
  28. 如請求項25所述之系統,其中該設備包含: 複數個流量控制閥,設置於該環形腔室中;以及 複數個定位器,該等複數個定位器中之每一者可操作地耦接到該等複數個流量控制閥中之一者,並且可操作以相對於該外圓柱形容器獨立地平移該等複數個流量控制閥中之一者。
  29. 如請求項28所述之系統,進一步包含儲存在該一或更多個記憶體模組中的機器可讀取指令,而可以在藉由該處理器執行時使該系統至少執行以下操作: 量測該玻璃管件的一側線; 將該玻璃管件的該側線與該玻璃管件的一目標側線進行比較;以及 相對於該等複數個流量控制閥中之另一者定位該等複數個流量控制閥中之至少一者,以基於該比較來改變該玻璃管件的該側線。
  30. 如請求項25所述之系統,進一步包含一吹管定位器,可操作以相對於該內圓柱形容器定位該吹管,其中該控制系統係通訊耦接到該吹管定位器。
  31. 如請求項30所述之系統,進一步包含儲存在該一或更多個記憶體模組中的機器可讀取指令,而可以在藉由該處理器執行時使該系統至少執行以下操作: 量測該玻璃管件的該最內側的玻璃層的一尺寸; 將該玻璃管件的該最內側的玻璃層的該尺寸與該最內側的玻璃層的一目標尺寸進行比較;以及 相對於該最內側的圓柱形容器定位該吹管,以基於該比較來改變該玻璃管件的該最內側的玻璃層的該尺寸。
  32. 如請求項31所述之系統,其中該尺寸係為該最內側的玻璃層的該平均厚度,而儲存在該一或更多個記憶體模組中的該等機器可讀取指令係在藉由該處理器執行時使該系統相對於該內圓柱形容器垂直定位該吹管。
  33. 一種生產一玻璃管件的方法,包含以下步驟: 將一第一熔融玻璃組成物引入定義於一內圓柱形容器與一外圓柱形容器之間的一環形腔室,其中該外圓柱形容器的一底部壁係與該內圓柱形容器間隔開,以定義一環形流動通道; 使該第一熔融玻璃組成物通過該環形流動通道到達一外遞送環,該外遞送環係耦接到該外圓柱形容器的該底部壁,並定義該外圓柱形容器的該底部壁中的一中心開口; 將設置於該環形腔室中的至少一個流量控制閥平移,其中該至少一個流量控制閥相對於該外圓柱形容器的平移係改變該熔融玻璃進入該環形流動通道的流動的一阻抗,而藉此改變該玻璃管件的一厚度;以及 將該第一熔融玻璃組成物與該外遞送環的一遠端分離,以形成該玻璃管件的一第一熔融玻璃層。
  34. 如請求項33所述之方法,進一步包含以下步驟:產生該外遞送環附近的一氣體流。
  35. 如請求項33所述之方法,其中複數個流量控制閥係設置於該內圓柱形容器與該外圓柱形容器之間所定義的該環形腔室中,該等複數個流量控制閥中之每一者可以相對於該外圓柱形容器獨立平移。
  36. 如請求項35所述之方法,進一步包含以下步驟:藉由相對於該等複數個流量控制閥中之另一者平移該等複數個流量控制閥中的一或更多者來調整該第一熔融玻璃層的一側線,以改變流經該環形流動通道的該第一熔融玻璃組成物的該圓周分佈。
  37. 如請求項33所述之方法,進一步包含以下步驟: 將一第二熔融玻璃組成物引入該內圓柱形容器,該內圓柱形容器包含設置於該內圓柱形容器內的一吹管; 使該第二熔融玻璃組成物通過該吹管與該內圓柱形容器之間所定義的一內環形流動通道而到達一內遞送環,該內遞送環耦接到該內圓柱形容器,並定義該內圓柱形容器的一中心開口;以及 將該第二熔融玻璃組成物與該內遞送環分離,以產生該玻璃管件的一第二熔融玻璃層。
  38. 如請求項37所述之方法,進一步包含以下步驟:使該第一熔融玻璃層與該第二熔融玻璃層接觸,該第一熔融玻璃層係與該外遞送環分離,該第二熔融玻璃層係與該內遞送環分離。
  39. 如請求項37所述之方法,進一步包含以下步驟:藉由相對於該內圓柱形容器而垂直或水平平移該吹管來調整該第二熔融玻璃層的一厚度或一側線,以改變該吹管與該內圓柱形容器之間的該第二熔融玻璃組成物的流動的一阻抗。
  40. 如請求項37所述之方法,其中該內圓柱形容器包含一內流量控制閥,該內流量控制閥係設置於該內圓柱形容器內,並且可以相對於該內圓柱形容器平移,其中該方法進一步包含以下步驟:藉由相對於該內圓柱形容器垂直或水平平移該內流量控制閥來調整該第二熔融玻璃層的一厚度或一側線,以改變從該內圓柱形容器到該內遞送環的該第二熔融玻璃組成物的流動的一阻抗。
  41. 如請求項37所述之方法,其中該第一熔融玻璃組成物的一熱膨脹係數(CTE)係與該第二熔融玻璃組成物不同。
  42. 如請求項37所述之方法,進一步包含以下步驟: 將一第三熔融玻璃組成物引入定義於該外圓柱形容器與一第二外圓柱形容器之間的一第二環形腔室; 使該第三熔融玻璃組成物從該第二環形腔室通過一第二環形流動通道而到達一第二外遞送環,該第二環形流動通道係定義於該第二外圓柱形容器的一底部壁與該外圓柱形容器之間;以及 將該第三熔融玻璃組成物與該第二外遞送環分離,以產生該玻璃管件的一第三熔融玻璃層。
  43. 如請求項42所述之方法,進一步包含以下步驟:藉由相對於該第二外圓柱形容器平移設置於該第二環形腔室中的複數個流量控制閥中之至少一者來調整該第三熔融玻璃層的一平均厚度或一圓周厚度剖面。
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